Page 61 - 《橡塑技术与装备》2023年11期
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理论与研究                                    邓传福 等·硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在 PVC 复合材料的应用研究





                        硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在 PVC


                                         复合材料的应用研究


                                                         1
                                                                   2
                                                  邓传福 ，颜干才 ， 杜年军             2
                                (1. 钦州市建筑工程质量检测中心有限公司，广西  钦州  535000 ；
                                 2. 广西平果市润丰钙新材料科技有限公司，广西  平果  533822)


                       摘要 ： 采用 γ- 氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）对纳米碳酸钙进行特殊表面改性，利用扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）、
                     热机械分析仪（TMA）、热重分析仪（TG）、转矩流变仪等测试手段，探究了改性后的纳米碳酸钙对聚氯乙烯（PVC）复合材料
                     综合性能的影响。结果表明，通过在纳米碳酸钙湿法改性阶段引入过量的羟基，有助于提升硅烷偶联剂的接枝包覆效果，可以获
                     得分散性和加工性较好的纳米填料，能够有效改善 PVC 复合材料的热稳定性能，促进塑化，实现复合材料的增强增韧效果。
                       关键词 ： 硅烷偶联剂 ；纳米碳酸钙 ；聚氯乙烯 ；改性
                       中图分类号 ： TQ330.387                               文章编号 ： 1009-797X(2023)11-0013-05
                       文献标识码 ： B                                       DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.11.003





                    聚氯乙烯（PVC）是一种廉价易得的聚合物材料，                       其改性的应用效果，为 PVC/CaCO 3 复合材料制备提
                在鞋材、管道管件、电线电缆、压延膜等行业有着广                           供一种新思路。
                泛的应用    [1] 。但众所周知，纯 PVC 材料由于其韧性差
                和热稳定性不足，在许多应用中都存在局限性                  [2] 。因此，    1 实验部分
                在许多行业中，开发了用各种填料改性的 PVC 复合材                        1.1 主要原料
                料，以提高机其械性能和热稳定性能               [3] 。                  PVC（SG-5，玻璃化转变温度 T g 为 79.6  ℃），
                    高岭土   [4] 、硫酸钙  [5] 、碳酸钙  [6] 、滑石粉  [7] 、和    新疆天业股份有限公司 ；钙锌复合稳定剂（908），
                二氧化硅    [8]  等无机填料已被证明可用于增强聚合物树                   湖南雄创新材料科技有限公司 ；氯化聚乙烯 CPE
                脂的物理性能。但显而易见，聚合物基体和填料之间                          （135A），潍坊亚星化学股份有限公司 ； PVC 加工助
                的界面相将对复合材料的物理性能起着关键作用。不                           剂 ACR-401，淄博华星助剂有限公司 ；氢氧化钠（含
                幸的是，无机材料表面一般都呈现为强极性，与聚合                           量≥ 99%），山东飞硕化工科技有限公司 ； 3- 氨丙基
                物材料通常不相容，这无疑会导致无机填料与聚合物                           三乙氧基硅烷（KH-550）, 云盛化学有限公司 ；硬脂
                之间的无法形成有效的界面层。                                    酸 1801，印尼绿宝。
                    为了克服上述问题，最常用的方法就是对无机填                         1.2 主要仪器及设备
                料进行表面改性，以改善其与聚合物材料之间的相容                               双螺杆挤出机 ：南京杰亚 AK-36 ；精密注塑
                性。目前市场上也出现了多种性能不俗的表面改性剂，                          机 ：苏州顶巨智能装备有限公司 ZT-130 ；电子万能
                如硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等，在                           试验机 ：济南众测试验仪器有限公司 WDW-10D ；
                不同填料的改性上都有着广泛的应用。然而目前的理                           比表面积测试仪 ：麦克默瑞提克（上海）仪器有限公
                论和实践普遍认为，由于碳酸钙表面羟基含量不高，                           司 Tristar  II3020 ；流变仪 ：哈普 转矩流变仪 RM-
                因此并不适合使用硅烷偶联剂作为其表面改性剂，虽                           200C ；傅里叶变换红外光谱仪 ：美国赛默飞世尔科技
                有部分研究者采用溶剂法可成功在碳酸钙表面接枝上
                硅烷偶联剂     [9] ，但成本因素几乎不可能工业化应用。
                                                                     作者简介 ：邓传福（1982-），工程师，主要从事建筑材料
                    在本文的研究中，我们在纳米碳酸钙的制备过程                         的开发和检测工作。
                中通过引入不同剂量的羟基，考察后期硅烷偶联剂对                              收稿日期 ：2023-05-05



                2023     第   49 卷                                                                      ·13·
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