纳米CaCO3填充PVC复合材料的力化学增强增韧研究

利用振动球磨机对纳米CaCO3进行表面改性，将改性的纳米CaCO3加入PVC中制备PVG/CaCO3复合材料，并对其力学性能进行了研究。结果表明：通过力化学改性CaCO3后，可使其在PVC基体中的分散性和界面相互作用增强，导致其冲击强度、断裂伸长率、拉伸模量大幅增加，而拉伸强度保持不变甚至略有增加。     

基体粘度对PA-6／纳米CaCO3复合体系结构与性能的影响

研究了基体粘度对复合体系力学性能、吸水率和尺寸稳定性的影响。采用扫描电镜和透射电镜分析、观察了不同粘度基体的PA-6／纳米CaCO3复合体系冲击断面的微观形态，及纳米CaCO3粒子在不同粘度基体中的分散状况。结果表明，纳米CaCO3粒子在相对粘度较大的PA-6基体中更易分散，分散均匀性提高，冲击断面呈现韧性断面；适量的纳米CaCO3，能提高PA-6／CaCO3复合体系的冲击强度，特别是对粘度较大(R．V．=2．8dL／g)的基体，复合材料的冲击强度提高了40％。而体系的拉伸强度基本不降低。同时，纳米CaCO3的加入，能降低复合体系的吸水率，提高尺寸稳定性，与基体的粘度无关。     

振动力场对聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料性能的影响

采用自行研制的振动注射装置在注射保压过程中对聚合物熔体施加低频振动,成型了聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料。对样品进行了力学性能测试并采用SEM对它的冲击断面进行研究。结果表明,采用振动注射成型装置可以使碳酸钙粒子在基体中的分散性得到改善。与常规注射相比,经振动注射后,复合材料的拉伸强度提高了17.6%,冲击强度提高了179.6%。     

CPE对纳米CaCO3增韧PVC复合材料界面和性能的影响

研究了CaCO3/CPE(氯化聚乙烯)/PVC(聚氯乙烯)纳米复合材料的结构和性能,探讨了CPE对纳米CaCO3/PVC复合材料界面作用和力学性能的影响. SEM结果显示,引入CPE可明显改善纳米CaCO3颗粒在PVC基体中的分散性和相容性,提高其界面作用. 引入界面作用参数定量表征纳米CaCO3颗粒与基体之间的界面结合作用,证实随着CPE加入量的增大,基体和颗粒之间的界面作用逐渐增大. 力学性能研究表明,相对于仅用纳米CaCO3增韧PVC,在CPE加入量为PVC的0~8%(w)范围内,用CPE和纳米CaCO3协同增韧可以更好地提高复合材料的冲击强度. 复合材料的冲击强度在CaCO3/CPE/PVC质量比为25/8/100时达到纯PVC的5.6倍,是纳米CaCO3/PVC(25/100)体系的2倍.     

PP/改性纳米CaCO3复合材料力学性能与断裂形态研究

制备了反应性单体改性纳米CaCO3填充PP复合材料，研究了反应性单体丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)在有、无过氧化二异丙苯(DCP)存在下改性纳米CaCO3填充PP复合材料的力学性能，并用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料弯曲断面的形态。结果表明，PP／改性纳米CaCO3的力学性能优于PP／微米CaCO3的力学性能；在DCP存在下，AA、AA与St混合改性可使PP／纳米CaCO3的拉伸性能和弯曲性能提高，减小拉伸强度随CaCO3含量增加而下降的趋势；并可有效提高纳米CaCO3在基体中的分散性和界面粘结性。     

纳米CaCO_3对CE及CE/EP基体的改性研究

通过力学性能测试和扫描电镜、热重分析以及红外光谱测试研究了纳米CaCO3的加入量对氰酸酯(CE)及CE/环氧(EP)基体力学性能及热性能的影响。结果表明,适量的纳米CaCO3的加入,可有效地改善CE或CE/EP基体的韧性和强度。当纳米CaCO3的质量分数为3%时,两改性体系的冲击强度和拉伸模量均达到最大值,CE/EP/CaCO3体系较CE/CaCO3体系具有更高的冲击强度(7.8kJ/m2)和较低的拉伸模量(100.5GPa)。纳米CaCO3的加入有利提高基体的热稳定性,但CE/EP/CaCO3三元体系的热稳定性仍明显低于纯CE或CE/CaCO3二元体系。     

PP／SBS／纳米CaCO3复合材料结构与性能研究

研究了PP/SBS/纳米CaCO3复合材料的力学性能以及SBS分散相颗粒和纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明,纳米CaCO3粒子的加入使复合材料的缺口冲击强度、弯曲弹性模量、拉伸强度均得到提高。透射电镜观察发现,纳米CaCO3粒子的加入使复合体系的熔体黏度增大,对弹性体SBS的分散起到剪切细化、均化的作用,从而起到协同增韧效应。     

PVC/CaCO3纳米复合材料结构与性能的研究

研究了PVC／CaCO3纳米复合材料的力学性能和热性能,观察了复合材料冲击缺口的断面微观形态和纳米CaCO3粒子在PVC中的分散情况。结果表明：当纳米CaCO3粒子的质量分数为10％时,PVC／CaCO3纳米复合材料的冲击强度提高了约365％,拉伸强度略有提高;当纳米CaCO3质量分数超过10％以后,纳米粒子在基体中的分散情况变差;随着纳米CaO3用量的增加,PVC／CaCO3纳米复合材料的玻璃化转变温度先降后升。     

纳米CaCO3/PVC复合材料结构形态与冲击性能

对改性纳米CaCO3/PVC复合材料进行冲击强度的测试。结果表明，改性纳米CaCO3可提高PVC复合材料的裂缝引发能和裂缝增长能，其中裂缝增长能的提高尤为明显。复合材料的单缺口冲击强度达到81.1kJ.m^-2。用透射电子显微镜及扫描电子显微镜观察了纲米纳米CaCO3/PVC复合材料的微观结构及断面形态，发现表面改性后纳米CaCO3在PVC基体中达到了纳米级的分散，复合材料的断面产生了大量的网丝状结构。复合材料的微观结构进一步证实了纳米纳米CaCO3对PVC基体的显著增韧作用。     

纳米CaCO3对PET／M-POE体系力学性能的影响

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体(M-POE)和纳米CaCO3协同增韧聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。结合复合材料的室温缺口冲击断面扫描电镜照片、淬断刻蚀照片和宏观力学性能,分析了复合体系发生脆-韧转变对应的微观形貌特征。结果表明,直接将M-POE、纳米CaCO3与PET熔融共混并不能起到协同增韧效果,随着纳米CaCO3含量的增加,三元复合体系的缺口冲击强度逐渐降低。纳米CaCO3经过不同表面处理后,在复合体系中的微观分布不同,从而导致体系力学性能变化。不同的加工工艺可以制得纳米CaCO3分布不同的复合材料。研究发现,纳米CaCO3分布于PET基体中会引起复合材料冲击强度的下降。而纳米CaCO3分布于弹性体中,即形成所谓的“沙袋结构”,不仅可以明显提高复合材料的冲击强度,还可降低橡胶用量。     

纳米CaCO3/EPO/PP复合材料性能与结构的研究

研究了纳米CaCO3／EPO／PP复合材料的力学性能、熔体流变性能及纳米CaCO3粒子在PP基体中的分散状况。结果表明：弹性体EPO对PP有很好的增韧效果，当EPO用量为4份时，PP从脆性断裂转变成韧性断裂；当EPO用量为10份时，PP复合材料的室温和低温缺口冲击强度均有大幅度的提高。在EPO／PP复合材料中加入纳米CaCO3不仅可以显著提高复合材料的室温和低温缺口冲击强度，而且可显著提高复合材料的弯曲弹性模量和MFR，改善复合材料的加工流动性能；纳米CaCO3粒子在PP中达到了纳米级分散。     

多级磨盘式强剪切分散混炼器作用下PP/nano-CaCO3体系性能的研究

为了改善填充和共混体系的混炼和分散效果,自行研制了一套高性能混炼设备（多级磨盘式强剪切分散混炼器）,并利用此设备研究了PP／nano-CaCO3体系的稳态流变性、动态流变性和分散性的变化及其影响因素。实验结果表明,未加抗氧剂时,随着混炼器转速的提高,填充体系的MFR增加;nano-CaCO3的加入整体上改善了体系的流变性。当nano-CaCO3的质量分数为4％时,MFR出现最大值。加入抗氧剂之后,PP填充体系中不再有自由基引发的降解反应发生,混炼器转速的提高使填充体系的MFR增加的幅度很小;混炼器的作用导致填充体系的动态贮能模量、损耗模量和复数黏度都下降;经混炼器作用后的填充体系中纳米碳酸钙粒子的分散状态明显优于未经混炼器作用的体系。     

聚丙烯的高性能化研究

在小型反应器内合成了不含及含有成核剂的聚丙烯(PP)、双峰聚丙烯(BMPP)和聚丙烯共聚物(PPc)，并用纳米CaCO3改性PPc。研究结果表明：釜内成核的PP和BMPP的弯曲模量和热变形温度显著增加，结晶温度和结晶速率明显提高，BMPP的拉伸强度也较PP大幅增加；但成核剂对PPc的性能影响不大，而加入纳米CaCO3后则使PPc的力学性能和结晶温度同步显著增加。     

电磁动态塑化挤出机熔体混合性能的研究

在不同振动频率下，利用剖分式料筒电磁动态塑化挤出机，对碳酸钙填充聚乙烯体系进行了螺杆沿程混合性能的研究。通过对不同位置处物料的SEM图的分散相作粒径统计分析。发现振动力场对CaCO3在LDPE熔体中的分散有促进作用。改善了混合物料的混合程度；相同振幅下，振动频率高则分散效果越好。     

振动力场作用下聚合物填充体系挤出混合特性

本文利用一种新型毛细管动态流变仪,对碳酸钙填充聚丙烯体系进行了实验性研究。发现质量百分比为８５／１５的ＰＰ／ＣａＣＯ３填充体系,在一较佳振动条件下动态挤出时,振动场的存在对ＣａＣＯ３在ＰＰ熔体中的分散有促进作用,大大改善了混合料的混合程度。     

PS/POE/纳米CaCO3复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混法制备了PS／POE／纳米CaCO3复合材料。研究了复合材料的力学性能、微观结构和流变性能。结果表明：纳米CaCO3和POE在PS／POE／纳米CaCO3复合体系中互幅促进分布及均化,有协同增韧的作用;同时,纳米CaCO3在PS／POE／纳米CaCO3复合体系中具有提高体系流动性的作用。     

纳米CaCO3对三元乙丙橡胶(EPDM)材料力学性能影响研究

以三元乙丙橡胶、氧化锌、二硫化四甲基秋兰姆、硫磺、白炭黑、纳米碳酸钙等为原料制备了三元乙丙橡胶材料 ,研究了加工工艺和纳米碳酸钙含量对材料力学性能的影响 ,测试了材料硫化胶片的力学性能 ,结果表明 ,通过改进加工工艺和添加适量的纳米碳酸钙可以提高和改善材料的力学性能 ,当纳米碳酸钙含量为 10 0g时 ,材料的力学性能最佳     

振动注塑PP/CaCO3的拉伸蠕变研究

采用自制的机械振动注塑机,在不同振动频率和振动压力下成型PP/CaCO3试样.考察了试样的拉伸蠕变.结果表明,当振动压力一定时,PP/CaCO3的拉伸应变随着振动频率的增加先增大后减小,当振动频率为15 Hz时达最大;而当振动频率一定时,材料的拉伸应变随着振动压力的增大而减小.通过对不同成型条件下注塑的PP/CaCO3材料进行了短时拉伸实验和动态力学性能测试,从材料柔性和刚性分析其蠕变原因.