纳米SiO2与PVC的共混改性

研究了不同类型的纳米SiO2（DNS-2、RNS-D、DNS-3）对PVC的改性效果。结果表明：①DNS-2和RNS-D均能提高试样的冲击强度,而拉伸强度变化不大;②DNS-3使试样的冲击强度和拉伸强度均降低;③DNS-2、RNS-D和DNS-3均能提高共混料的加工性能。     

表面改性纳米碳酸钙原位悬浮聚合PVC的制备与性能研究

采用湿法表面改性的纳米碳酸钙(nano-CaCO3)与VCM原位聚合,制备了nano-CaCO3原位聚合PVC树脂(简称原位PVC树脂),研究了其力学性能、加工性能、微观形貌和热稳定性等。结果表明:①nano-CaCO3能够很好地分散在PVC树脂中,对PVC基体产生很好的补强作用;与普通PVC试样相比,原位PVC试样缺口冲击强度提高到13.3 kJ/m2,效果显著;其加工性能也得到了提高。②试样冲击断面的扫描电子显微镜照片表明原位PVC试样为韧性断裂,普通PVC试样为脆性断裂。③DSC试验表明,原位PVC树脂的热稳定性优于纯PVC树脂。     

石墨烯/PVC原位聚合树脂的开发

介绍了石墨烯的制备工艺与改性方法、石墨烯/聚合物复合材料的制备工艺。制备了氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂,发现其耐热性能、热稳定时间(刚果红法)得到改善;改性的氧化还原石墨烯可明显提高PVC树脂的冲击强度和断裂伸长率,但拉伸强度略微降低,而未改性氧化还原石墨烯则会降低PVC树脂的力学性能。电镜照片显示氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂中石墨烯与聚合物基体呈现砖墙形纳米层层自组装结构。     

可分散性纳米SiO2对甲基乙烯基硅橡胶结构与性能的影响

考察了原位改性法制备的可分散性DNS-2型纳米SiO2对甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)结构与性能的影响,并与气相法白炭黑填充MVQ进行了比较。结果表明,DNS-2-1型、DNS-2-2型和DNS-2-3型纳米SiO2为类球形颗粒,其表面改性的有机物质量分数分别为6.0%,3.9%,3.1%;DNS-2型纳米SiO2填充MVQ的加工性能及力学性能均优于气相法白炭黑填充MVQ;填充DNS-2型纳米SiO2后,MVQ的结晶温度降低,熔融吸热减小,在低温下不易硬化;DNS-2型纳米SiO2与MVQ的相容性及其在硅橡胶中的分散性优于气相法白炭黑。     

ACR/纳米SiO2复合粒子的合成及其对PVC的增韧作用

研究了细乳液聚合制备ACR/纳米SiO2复合粒子及其对PVC的增韧作用。对丙烯酸酯单体中的纳米SiO2粒子进行偶联改性,提高了ACR对纳米粒子的包覆率和接枝率,复合粒子与PVC共混后纳米SiO2粒子在PVC基体中的分散性好。复合粒子对PVC的增韧效果明显优于纳米SiO2粒子和未改性ACR共聚物,复合粒子的用量较少时,就可明显提高PVC的冲击强度。     

纳米SiO_2的PVC试验研究

通过在聚合体系中加入纳米SiO2来提高聚氯乙烯的拉伸强度和冲击强度。并对不同改性纳米SiO2的用量进行了研究。结果表明,纳米SiO2能够提高聚氯乙烯的拉伸强度和冲击强度,并选出了最好的改性纳米SiO2和最佳用量。     

聚合中加入可聚合非离子硼酸酯/甲基丙烯酸甲酯/纳米碳酸钙复合材料对PVC树脂力学性能的影响

制备了可聚合非离子硼酸酯(BE)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/纳米碳酸钙复合材料,生产出经其改性的PVC树脂,并按管材配方混料,分析了试样的力学性能;并考察了改性PVC树脂在管材中的应用情况。结果表明:①生产BE/MMA/纳米碳酸钙复合材料的最佳工艺配比为:m(BE)∶m(MMA)∶m(纳米碳酸钙)=2∶3∶95。②BE/MMA/纳米碳酸钙复合材料的质量分数为10%时,改性PVC树脂试样的简支梁冲击强度最高。③改性PVC树脂在管材中的应用情况良好,不仅可代替普通PVC树脂,还可降低生产成本。     

纳米SiO2／水性丙烯酸树脂复合材料的制备及工艺研究

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为原料,纳米SiO2为改性剂,通过原位聚合法和共混法制备了水性丙烯酸树脂纳米复合材料。研究了纳米粒子的加入量对树脂硬度、拉伸强度、断裂伸长率、耐候性、热稳定性的影响,利用IR、TEM、TG等测试技术对纳米SiO2／水性丙烯酸树脂进行了表征。试验结果表明：纳米SiO2的加入使聚丙烯酸酯分子链之间增加了交联度,其力学性能有所提高;随着纳米SiO2含量的上升,硬度和拉伸强度都有较大的增加,而吸水率和断裂伸长率相应减小。同时由原位聚合法制备的水性丙烯酸树脂纳米复合材料的热分解温度也要高于共混法制备的水性丙烯酸树脂纳米复合材料。     

纳米TiO2原位聚合改性聚氯乙烯研究

通过原位悬浮聚合将偶联剂KH-570包覆的纳米TiO2添加到聚氧乙烯(PVC)中对其进行改性。经改性纳米TiO2改性后,PVC的拉伸强度、冲击强度和维卡软化温度均有所提高,纳米TiO2占PVC质量为0.2%时,拉伸强度由60.7 MPa提高到66.8 MPa,改性纳米TiO2为0.5%,冲击强度由3.7 kJ/m2提高到5.85 kJ/m2,改性纳米TiO2占PVC质量为0.1%时,维卡软化温度由84℃提高至91℃;热重分析表明,改性纳米TiO2表面接枝了3.2%的偶联剂KH-570,聚合后纳米TiO2表面接枝了36%的PVC。比较了不同溶剂中偶联剂改性的纳米TiO2对PVC的改性效果,在甲苯中改性的纳米TiO2对维卡软化温度的提高最为明显,通过XRD分析可以发现甲苯中改性的纳米TiO2使PVC有了有序结构。     

聚己内酯/甲基纳米SiO2原位复合材料的制备与性能研究

采用原位聚合的方法,以表面修饰的甲基纳米SiO2(DNS-3)为起始剂,制备了聚己内酯/DNS-3(PCL/DNS-3)复合材料。采用热失重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪对材料进行了分析。结果表明,DNS-3与PCL基体之间具有较强的化学键合作用,在相同的反应条件下,复合材料的重均相对分子质量(Mw)随着DNS-3含量的增多而降低,加入DNS-3提高了PCL的热稳定性和结晶速率,复合材料的结晶温度较纯PCL的有所提高。     

改性凹凸棒土填充硬质PVC的制备与性能研究

用硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）和凹凸棒土（AT）进行表面接枝改性，用傅立叶红外光谱分析了改性凹凸棒土的表面化学结构。以改性的凹凸棒土填充硬质聚氯乙烯（PVC），测试了材料的力学性能和热性能，结果表明，改性凹凸棒的填充可使PVC复合材料的拉伸强度，缺口冲击强度，弯曲强度，弯曲模量和热稳定性等均有所提高，用透射电镜观察了凹凸棒土及其在PVC基体中的微观分散状况，凹凸棒上具有纳米尺寸的针状结构，在PVC基体中以直径20nm-60nm,长度100nm-500nm的短纤维状分散在其中。     

宽分子量分布高聚合度PVC的合成和性能

针对高聚合度聚氯乙烯加工性能较差的缺点，采用２段聚合温度法合成了宽分子量分布的ＰＶＣ树脂，并对树脂的热稳定性、加工性能和力学性能进行了研究。     

十一烯酸根插层水滑石对聚氯乙烯热稳定性的影响

采用共沉淀法制备了十一烯酸根插层水滑石（LDH—U）并用于聚氯乙烯（PVC）改性,研究了LDH—U对原位悬浮聚合和熔融复合法制备的聚氯乙烯（PVC）／水滑石复合材料热稳定性的影响。刚果红变色、热失重和动态加工热稳定性测试表明,PVC与LDH—U直接熔融复合,热稳定性较未改性PVC差;而采用原位聚合得到的PVC／LDH—U复合材料的热稳定性优于未改性PVC,且稳定时间随着LDH—U含量的增加而不断提高。导致以上差异的原因是原位聚合可使插层十一烯酸与氯乙烯发生共聚。     

聚丙烯酸酯原位乳液聚合包覆SiO2的研究

用经甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷（MAPS）处理过的纳米SiO2作种子，进行聚丙烯酸酯（ACR）的原位乳液聚合，制成了MAPS－SiO2/ACR复合物；探讨了种子乳液聚合的过程，分析了包覆机理，讨论了SiO2的用量对聚合反应速率及残渣率的影响，结果表明：在以纳米SiO2为种子的ACR乳液聚合中，单体的转化率及聚合反应速率随SiO2用量的增加而下降；当SiO2的用量为10％时，复合物与聚氯乙烯共混后，其拉伸强度和冲击强度最高。     

超微细SiO2／ACR原位乳液聚合复合和应用

采用超微细SiO2粒子作为种子进行聚丙烯酸酯的乳液聚合，初步探讨了此类种子乳液聚合的过程，分析了包覆机理，讨论了SiO2用量对聚合反应速率及残渣生成率的影响，用此种聚丙烯酸酯复合物和PVC树脂共混，结果比用纯聚丙烯酸酯与PVC树脂共混的材料有更好的增强，增韧效果。     

纳米二氧化硅颗粒表面设计及其填充聚氯乙烯复合材料的性能

利用表面原位接枝聚合在纳米二氧化硅颗粒表面引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)高分子链段,用共混法制备了nano-SiO2/PVC复合材料,研究了不同界面特性时SiO2/PVC复合材料的力学性能.研究结果表明通过表面原位接枝聚合反应可以在纳米二氧化硅颗粒表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯;表面接枝PMMA的nano-SiO2/PVC复合材料在力学和加工性能等方面都优于偶联剂处理和表面未处理样品.在纳米二氧化硅颗粒填充量为0%～8%(wt)时,复合材料的拉伸强度和冲击强度随着填充量的提高先上升后下降,并在4%～6%(wt)达到最大值.经PMMA表面接枝后SiO2/PVC具有更强的界面作用,偶联剂KH570处理的次之,表面未处理样品的最差.     

在位分散聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅复合材料研究

采用在位分散聚合方法制备聚甲基丙烯酸甲酯 /二氧化硅微米级复合材料 ,讨论了不同表面性质的二氧化硅对材料拉伸性能、热性能、耐溶剂性能的影响 ,并用SEM、TG等手段研究了材料性能。结果表明 :由WD -70硅烷偶联剂处理过的二氧化硅微粒子填充的材料的各方面性能较好 ,由WD -10硅烷偶联剂处理过的二氧化硅填充的材料的拉伸性能次之 ,未经表面处理二氧化硅填充的材料的拉伸性能最差 ,后两者的热性能以及耐溶剂性能无明显差异     

Improving mechanical properties of poly(vinyl chloride) by doping with organically functionalized reactive nanosilica

Nanosilica particles are functionalized by in situ surface‐modification with trimethyl silane and vinyl silane. Resultant reactive nanosilica (coded as RNS) contains double bonds and possesses good compatibility with vinyl chloride (VC) and polyvinyl chloride (PVC). This makes it feasible for RNS to copolymerize with VC generating RNS/PVC composites via in situ suspension polymerization. As‐prepared RNS/PVC composite resins are analyzed by means of FTIR. The tensile strength and impact strength of compression‐molded RNS/PVC composites are measured and compared with that of compression‐molded PVC composites doped with dispersible nano‐SiO₂ particles (abridged as DNS) surface‐modified with trimethyl silane alone. Moreover, the thermal stability of compression‐molded RNS/PVC and DNS/PVC composites is evaluated by thermogravimetric analysis. It has been found that RNS/PVC composites possess greatly increased impact strength and tensile strength than PVC matrix, while DNS/PVC composites possess higher impact strength than PVC matrix but almost the same tensile strength as the PVC matrix. This implies that DNS is less effective than RNS in improving the mechanical strength of PVC matrix. Particularly, RNS/PVC composites prepared by in situ suspension polymerization have much higher mechanical strength than RNS/PVC composites prepared by melt‐blending, even when their nanosilica content is only 1/10 of that of the melt‐blended ones. Besides, in situ polymerized RNS/PVC and DNS/PVC composites have better thermal stability than melt‐blended nanosilica/PVC composites. Hopefully, this strategy, may be extended to fabricating various novel high‐performance polymer‐matrix composites doped with organically functionalized nanoparticles like RNS. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013