Page 64 - 《橡塑技术与装备》2023年11期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

表 3 不同 PVC/NCC 复合材料的综合力学性能数据
拉伸强度 缺口冲击强度 / 弯曲模量 / 断裂伸长
实验对象 -2
/MPa kJ . m MPa 率 /%
PVC/NCC-1 31.4 18.7 3 314 78
PVC/NCC-2 33.2 23.4 3 375 93
PVC/NCC-3 35.7 30.9 3 401 117
同理，PVC/NCC-2 和 PVC/NCC-3 冲击强度的
提高，主要也是因为 NCC-2 和 NCC-3 能够在 PVC
基材中形成连续的填料相，可以更有效的传递界面应
力和引发微裂纹 ；而 NCC-1 由于粒子改性效果不佳，

图 4 不同 PVC/NCC 复合材料的 TG 曲线图 在 PVC 基材中容易形成团聚，形成应力集中点，导致
力学性能较差。
2.4 流变性能分析
图 5 为不同 PVC 复合材料的流变曲线。从表 1 得
3 结论
到的数据可以发现，NCC-3 和 NCC-2 相比于 NCC-
（1）在传统纳米碳酸钙制备工艺中引入过量的
1，具有明显的促进塑化效果，且加工黏度较低。这可
OH—，有助于硅烷偶联剂的接枝包覆改性。
能与纳米碳酸钙的表面改性效果相关。如前文 2.2 所
（2）硅烷偶联剂改性后的纳米碳酸钙与 PVC 基
述，随着氢氧化钠剂量的提高，硅烷偶联剂在纳米碳
材相容性好，可以降低加工黏度和促进塑化过程，且
酸钙表面的接枝改性效果越好，因此可以获得较低的
能够有效改善复合材料的热稳定性能和力学性能。
加工黏度。且由于碳酸钙表面仍残留有一定的羟基，
（3）改性工艺简便可行，有利于工业化生产。
表面具有一定极性，可以很好促进 PVC 的塑化过程。
表 2 不同 PVC/NCC 复合材料的流变参数
实验对象 最大扭矩 /Nm 平衡扭矩 /Nm 塑化时间 /s 参考文献 ：
PVC/NCC-1 25.5 18.9 173 [1] Ferda Mindivan，Meryem Göktaş. Preparation of new PVC
PVC/NCC-2 22.3 18.1 148 composite using green reduced graphene oxide and its
PVC/NCC-3 21.6 17.1 132 effects in thermal and mechanical properties [J]. Polymer
Bulletin，2020,7:1 929-1 949.
[2] Milad Edraki，Milad Sheydaei，et al. Polyvinyl chloride:
chemical modification and investigation of structural and thermal
properties [J]. Sulfur Chemistry，2021,42(4):397-4 094.
[3] Sary A. Malak. Tensile stress strain model of polyvinyl
chloride/calcium carbonate (PVC/CaCO 3 ) nanocomposite
plank [J]. Results in Materials，2021,10.
[4] Jose Costa de Macedo Neto，Nayra Reis do Nascimento，
et al. Kaolinite Review: Intercalation and Production
of Polymer Nanocomposites [J]. Engineered Science，
2022,17:28-44.
[5] Ma r i us Mu ra ri u ， Yo a n n Pa i n t ， e t a l . E ng i n e e r i n g
Polypropylene–Calcium Sulfate (Anhydrite II) Composites:
图 5 不同 PVC/NCC 复合材料的流变曲线图 The Key Role of Zinc Ionomers via Reactive Extrusion [J].
Polymers，2023,15(4):799-807.
2.5 力学性能分析 [6] 颜干才，杜年军 . 一种核壳改性剂的制备及其在硬质 PVC 中
的应用 [J]. 现代塑料加工应用，2021,33(6):23-25.
表 3 列出了填充不同 NCC 的 PVC 复合材料的综
[7] Ca rme n Le e ， Mi ng Me ng Pang ， et a l. Ta lc fi ll ed
合力学性能数据。实验结果表明，填充改性效果较好
polylactic-acid biobased polymer composites: tensile,
的 NCC-2 和 NCC-3 填料后，复合材料的拉伸强度 thermal and morphological properties [J]. SN Applied
有所提升，这主要是由于其表面硅烷偶联剂的成功接 Sciences，2020,2:354-360.
[8] Aanchna Sharma，Vinod Kushvaha. Predictive modelling
枝，提高了纳米碳酸钙与 PVC 基材的相容性，从而增
of fracture behaviour in silica-filled polymer composite
强了界面黏接力，在受外力作用时，NCC 颗粒不易从 subjected to impact with varying loading rates using
PVC 基材脱离。 artificial neural network [J]. Engineering Fracture

·16· 第 49 卷 第 11 期