纳米CaCO3的表面改性及其与聚合物基的复合

分析了影响聚合物/纳米粒子复合材料(NC)力学性能提高的原因,认为良好的分散性是材料增强的第一要素,也是制约复合材料力学性能提高的瓶颈。综述了纳米CaCO3粉体的表面处理方法,表面改性剂的种类和改性机理,指出超分散剂的合成和研究理论的现实意义。同时详述了为达到聚合物/纳米CaCO3复合材料的最佳增韧增强效果,针对不同聚合物体系改性剂的选择和复合工艺,及聚合物/纳米CaCO3复合材料的应用前景和发展趋势。     

供水管用改性聚丙烯/纳米CaCO3复合材料的研究

以改性聚丙烯(PP)为基体、纳米CaCO3为填料，采用直接分散法及两步混炼工艺制备了供水管用改性PP／纳米CaCO3复合材料。阐述了纳米CaCO3的表面处理、钛酸酯偶联剂含量、纳米CaCO3含量及不同混合工艺对纳米复合材料性能的影响。同时对改性PP／纳米CaCO3复合材料及其供水管材的制备工艺进行了分析讨论，确定了改性PP／纳米CaCO3复合材料的配方及其成型工艺参数，并与国内外相关产品的性能进行了比较。     

MC尼龙/CaCO3纳米复合材料的制备及力学性能研究

用超声分散原位聚合法制备了铸型(MC)尼龙／CaCO3纳米复合材料,用扫描电镜(SEM)对纳米CaCO3粒子在基体中的分散情况进行了表征,研究了纳米CaCO3用量对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,纳米CaCO3对MC尼龙具有增韧和增强的双重效果,复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随着纳米CaCO3用量的增加先提高后降低,而断裂伸长率随着纳米CaCO3用量的增加而降低,当纳米CaCO3的用量为2％—3％时复合材料的综合性能最好。     

聚合物原位复合纳米碳酸钙增韧PP研究

通过有机单体原位聚合包覆的CaCO3与PP熔融混合制备了PP／CaCO3纳米复合材料，经过正交实验研究了填料饱覆聚合物比、接枝聚丙烯以及复合填料含量对PP缺口冲击强度的影响，结果表明：复合纳米CaCO3只需填加5％就可以将缺口冲击强度提高为原树脂的2倍左右。     

CaCO3／CPE／PP三元复合材料的性能研究

分别研究了CPE和SBS对聚丙烯性能的影响,CPE使PP的熔融指数略有下降,CPE含量为10％时,CPE／PP的冲击和拉伸强度分别比纯聚丙烯提高了108％和12％;进一步研究了微米CaCO3和纳米CaCO3对CPE／PP复合材料性能的影响,微米CaCO3使CPE／PP的拉伸强度提高,但冲击强度降低;纳米CaCO3对CPE／PP同时具有增强和增韧作用,当纳米CaCO3含量为8％时,CaCO3／CPE／PP三元复合材料的综合力学性能较好。     

PP／CaCO3复合材料的力学性能研究

通过采用熔融共混的方法制备了PP／CaCO3复合材料，然后对复合材料的力学性能进行分析，研究了微米级和纳米级CaCO3的表面处理、含量对PP／CaCO3复合材料力学性能的影响规律，并对此影响规律进行合理的解释。     

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。     

专利

PA6／聚甲亚胺分子复合材料及其制备方法，一种含有机海泡石纳米复合材料及其制备方法，MCA阻燃PA纳米复合材料及其制备方法，聚烯烃／烷基磷改性蒙脱土纳米复合材料及其制法，一种纳米CaCO3／PS复合材料原位制备方法，聚合物／无机纳米粒子／石墨纳米微片三相复合材料及制备方法……     

马来酸酐接枝POE对PA6／纳米CaCO3复合材料性能的影响

研究了马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)对PA6／纳米CaCO3复合材料力学性能的影响。SEM分析表明：部分纳米(CaCO3粒子均匀分散在PA6基体中，部分纳米CaCO3粒子为POE-g-MAH所包覆形成壳-核结构。随着基体中纳米CaCO3的增加，PA6／纳米CaCO3／POE-g-HAM发生脆-韧转变所需要的弹性体量增加。在脆-韧转变区后，纳米CaCO3和POE-g-MAH对PA6的增韧有显著的协同作用，其原因可能是壳-核结构中的填料粒子的“滚珠”作用使断裂应变增加。复合材料的拉伸屈服强度随纳米CaCO3的增加而略有下降。纳米CaCO3的加入使复合材料的热变形温度有所提高。     

结晶控制剂对纳米CaCO3/NR复合材料性能影响的研究

采用CaO、CO2和天然胶乳等为主要原料，将纳米CaCO3的制备工艺和NR的制备工艺相结合，在可控反应条件下先将Ca(OH)2与CO2反应制备纳米CaCO3乳液再与天然胶乳共混、共凝制备纳米CaCO3/NR复合材料。研究了不同结晶控制剂对CaCO3粒径和形态以及CaCO/3NR复合材料力学性能的影响。结果表明，Na5P3O10是制备纳米CaCO3／NR复合材料最适宜的结晶控制剂。     

纳米碳酸钙/聚苯乙烯原位复合材料的制备及表征

将纳米碳酸钙(Nano-CaCO3)颗粒先从水相中转移至醇相中,再通过甲基丙烯酸处理,在颗粒表面包覆了既具离子键又具聚合反应活性的表面层. 在稍高于100℃温度下,经该项处理后的纳米CaCO3固含量大于80%的滤饼能均匀分散于苯乙烯单体中,用原位本体聚合法制得纳米CaCO3/PS(聚苯乙烯)原位复合材料. TEM分析表明,原位复合材料中纳米CaCO3颗粒能均匀分散于基体中,粒径在100 nm以内,并由此提出分散相呈集散形貌的结构模型. 纳米碳酸钙能对复合材料基体起到较好的增韧作用,含7%~8%纳米CaCO3的原位复合材料的冲击强度比纯PS提高158%.     

多级喷雾碳化法制备纳米碳酸钙工艺研究

研究了多级喷雾碳化制备纳米碳酸钙的工艺,并详细讨论了雾化、碳化条件及添加剂量等对纳米碳酸钙粒径的影响,碳化后的沉淀物真空干燥,其原始粒径约为30nm。经表面改性处理,可得到粒径在30－40nm范围的活性纳米碳酸钙粉体材料。     

纳米级CaCO3粒子对PVC增韧增强研究

根据非弹性体增韧改性观点,研究了粒径为１μｍＣａＣＯ３及３０ｎｍＣａＣＯ３粒子填充ＰＶＣ,ＰＶＣ／ＡＣＲ体系的性质,并对其断口进行了电镜观察。结果表明,粒径为１μｍ ＣａＣＯ３对ＰＶＣ,ＰＶＣ／ＡＣＲ增韧增强效果不如粒径为３０ｎｍ ＣａＣＯ３。同时,ＡＣＲ的加入使体系加工性能变好。     

纳米CaCO3合成及原位改性的研究

在旋转填充床反应器中合成了纳米CaCO3悬浮液,利用pH计跟踪Ca(OH)2碳化反应过程,研究了碳化反应过程原理。结果表明：旋转填充床能极大地强化相间传质与微观混合,提高体系中CaCO3的过饱和度,增大其成核及生长速率。加入适当的添加剂对纳米CaCO3进行原位改性;利用TEM照片研究了原位改性过程中纳米CaCO3的成核生长机理,并考察了添加剂的作用机理。     

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。     

碳酸钙改性聚合物基复合材料的流变性能研究进展

作为使用最广泛的无机填料，碳酸钙的加入对聚合物的流变性能具有一定的影响。综述了近年来碳酸钙对聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯及多元聚合物复合体系的流变性能的影响，并展望了今后的发展方向。     

PBTCA及马-丙共聚物对碳酸钙垢阻垢机理的动力学研究

用加晶种于过饱和溶液中的方法测定了ＣａＣＯ３晶体结晶生长的动力学中的两种得到了不加阻垢剂及加阻垢剂两种条件下的结晶生长反应速率常数。结果表明,ＰＢＴＣＡ及同济大学测试中心研制的丙烯酸马来酸共聚物（ＡＡ－ＭＡ）能明显地阻止溶液中ＣａＣＯ３在晶种表面的结晶生长,研究发现,阻垢的机理主要是阻垢剂对ＣａＣＯ３晶种表面具有吸附作用,从而抑制了ＣａＣＯ３的结晶生长,这种吸附作用符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附特征     

振动力场下填充聚合物挤出过程研究

研究了利用塑料电磁动态塑化挤出机加工ＰＰ／ＣａＣＯ３和ＬＤＰＥ／ＣａＣＯ３时的动态挤出过程,探讨了振动力场对聚合物填充体系挤出过程扣影响规律和作用机理。结果表明,在一定的振动条件下,振动力场的作用使挤出压力减同功率降低,混合分散效果明显提高。     

PVC/高分子表面修饰CaCO3复合材料的加工性能研究

采用液态高分子改性剂对CaCO3进行包覆改性,得到高分子表面修饰CaCO3(CLCC)。使用转矩流变仪、紫外可见分光光度计及白度测定仪对聚氯乙烯(PVC)/CaCO3复合材料和PVC/CLCC复合材料的加工性能进行了研究。结果表明,CLCC颗粒的加入可以缩短PVC的塑化时间,改善其加工性能,提高PVC生产效率;而抑制了PVC在熔融加工过程中的降解;PVC/CLCC复合材料的白度保持率高于PVC/CaCO3复合材料。     

超声波在碳化法制备纳米碳酸钙中的应用

测试了超声波和氢氧化钙悬浮液波美度对碳化法制备的碳酸钙粒径的影响。结果表明 ,超声波可使碳酸钙的粒径由 10 0nm左右减小到 2 0nm左右 ,且粒径更均匀 ,晶形更规则 ,分散性更好 ;并且氢氧化钙悬浮液波美度越低 ,所得碳酸钙的粒径越小。