纳米CaCO3／ABS复合材料的制备

通过偶联剂处理和超声波振荡的方法使纳米CaCO3粒子在ABS基体中均匀分散,制备出纳米CaCO3／ABS复合材料。利用冲击、拉伸、弯曲测试,熔融指数测定对复合材料的力学性能、加工流动性能进行研究。实验测试结果表明,纳米CaCO3粒子起到了增强、增韧ABS的作用,同时提高了ABS的熔融指数。     

聚(ε-己内酯)/纳米CaCO3复合材料结晶及力学性能研究

用熔融共混法制备了聚己内酯(PCL)/纳米CaCO3复合材料,考察了纳米CaCO3对PCL结晶性能和纳米CaCO3含量对PCL/纳米CaCO3复合材料力学及形状记忆性能的影响。DSC结果显示纳米CaCO3对PCL的成核结晶有一定促进作用,辐照交联使PCL的结晶熔融温度和开始结晶温度分别提高3~5℃和2~5℃;DMA结果显示复合材料的模量随纳米CaCO3含量增加而增大,但高于40%后基本无变化。纳米CaCO3含量在5%~15%范围内能明显提高PCL的拉伸强度、弯曲强度和杨氏模量;辐照交联也起到增强各组分复合材料力学性能的作用,其变化的规律与交联前一致。复合材料经辐照交联后具有形状记忆特性,随着纳米CaCO3含量的增加,形变后的材料在熔融温度下开始回复所需时间缩短,回复速率加快,所有组成的样品在所测试的实验条件下最终回复率达97%以上。扫描电子显微镜观察表明纳米CaCO3粒子在PCL基质中无明显团聚现象。     

聚（ε-己内酯）／纳米CaCO3复合材料结构与性能的研究

用熔融共混法制备了聚己内酯(PCL)／纳米CaCO3复合材料，考察了纳米CaCO3对PCL结晶性能和CaCO3含量对PCL／CaCO3复合材料力学及形状记忆性能的影响。DSC结果显示纳米CaCO3对PCL的成核结晶有一定的促进作用，辐照交联使PCL的结晶熔融温度和开始结晶温度提高5℃以上；DMA结果显示复合材料的模量随纳米CaCO3含量增加而增大，但高于40％后基本无变化。纳米CaCO3含量在5％～15％范围内能明显提高PCL的拉伸强度、弯曲强度和杨氏模量；辐照交联也起到增强各组分复合材料力学性能的作用，其变化的规律与交联前一致。复合材料经辐照交联后具有形状记忆特性，随着纳米CaCO3含量的增加，形变后的材料在熔融温度下开始回复所需时间缩短，回复速率加快，所有组成的样品在所测试的实验条件下最终回复率达97％以上。扫描电子显微镜观察表明纳米CaCO3粒子在PCL基质中无明显团聚现象。     

纳米碳酸钙/聚苯乙烯复合粒子的制备与表征

通过无皂乳液聚合制备了纳米碳酸钙/聚苯乙烯复合粒子,研究了单体用量对单体转化率和包覆率的影响。利用TGA、TEM、SEM、分光光度计等仪器分析了复合粒子的包覆率、结构形态及其在甲苯中的分散性和稳定性。结果表明:在适当的单体用量下,苯乙烯能以较高转化率聚合并包覆于纳米CaCO3表面;改性后的纳米CaCO3复合粒子在甲苯中的分散性和稳定性良好。将复合粒子分散于苯乙烯中原位合成纳米碳酸钙/聚苯乙烯复合材料,该复合材料的冲击性能比纯聚苯乙烯明显提高。     

纳米CaCO3改性聚丙烯力学性能和微观结构的研究

通过混合、熔融挤出,把纳米CaCO3填充到聚丙烯PP基体中去,制得高强度低成本的PP改性复合材料。对该复合材料进行了力学性能测试和微观结构的观察,并对纳米CaCO3改性PP的增韧机理进行了讨论。实验结果表明,纳米CaCO3填充PP用量在12份时,对PP复合材料有明显的增韧增强作用,而且可有效地降低原料成本18%～25%。     

纳米CaCO_3-PVC复合材料微观结构和力学性能研究

将纳米CaCO3 进行表面改性 ,制备了纳米CaCO3 PVC复合材料。用透射电子显微镜观察纳米CaCO3 改性前后及纳米CaCO3 PVC复合材料的微观结构。结果表明 ,表面改性后纳米CaCO3 在PVC基体中达到了纳米级的分散 ,对PVC复合材料有显著的增韧作用 ,复合材料的缺口冲击强度达到 41 2kJ/m2 。此外 ,还研究了纳米Ca CO3 PVC的流变性能     

PP/ABS相容性及其碳酸钙高填充材料力学性能研究

将乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）三种不同种类的相容剂分别加入PP/ABS（70/30）中,通过同向双螺杆挤出机熔融共混制得PP/ABS共混物和高含量活性碳酸钙（CaCO3）填充PP/ABS复合材料。利用熔体流动速率仪、电子万能试验机、记忆式冲击试验机研究了相容剂类型和含量对PP/ABS共混物及其CaCO3填充复合材料力学性能和加工流动性的影响。结果表明,PP-g-MAH对PP/ABS共混物具有较好的增容效果.当PP-g-MAH含量为30phr时,可以使PP/ABS/CaCO3的拉伸强度提高42%,弯曲强度提高37.5%。由于相容剂PP-g-MAH的增韧作用,当CaCO3用量为60%时,PP/ABS/CaCO3 复合材料仍然具有较好的力学强度和加工流动性。     

纳米聚丙烯酸酯微乳液改性纳米CaCO3研究

分别采用聚丙烯酸酯乳液和纳米级聚丙烯酸酯微乳液对纳米CaCO3进行改性,通过红外光谱分析、热重分析和扫描电镜分析研究改性纳米CaCO3的结构和性能.结果表明,改性后的纳米CaCO3由亲水疏油性变为亲油疏水性,纳米级聚丙烯酸酯微乳液与纳米CaCO3粒子表面发生了化学反应,并包覆到纳米CaCO3粒子表面.     

纳米CaCO3 对物理老化前后PC/PS性能的影响

 通过差示扫描量热法和动态力学分析对PC/PS/纳米CaCO3和PC/PS/包覆纳米CaCO3复合材料物理老化前后PS相的玻璃化转变、β松弛及动态力学性能进行了研究。结果表明：纳米CaCO3有利于PS相的分子链段松弛运动,PC/PS/纳米CaCO3复合材料PS相的Tg、损耗模量峰温和β松弛温度下降;包覆纳米CaCO3增加相界面间相互作用,PC/PS/包覆纳米CaCO3复合材料PS相的Tg、β松弛温度、储存模量和损耗模量峰温均较PC/PS/纳米CaCO3提高。随着物理老化时间的延长,PC/PS及复合材料PS相的Tg和β松弛温度提高,松弛热焓ΔH增加,其中,PC/PS/包覆纳米CaCO3的提高幅度较小。物理老化使得PC/PS/纳米CaCO3的存储模量提高。     

纳米碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料的微结构及界面行为

选择微米、亚微米和纳米级碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料,研究了填料粒度对聚氯乙烯（PVC）复合材料微观结构、材料力学性能及界面行为的影响。结果发现少量CaCO3填充PVC复合材料使体系的加工流动性变好,大粒径颗粒填充PVC复合材料的流动性能更好。纳米CaCO3／PVC复合材料断面出现大量的拉丝结构。采用纳米CaCO3填充PVC可使材料产生脆韧转变,显著提高PVC复合材料的韧性;微米CaCO3对PVC基本上没有增韧作用,拉伸强度随着填充量的增加而下降,而且粒径越大拉伸性能下降的趋势也越大。引入了TPT方程的半经验参数B对不同粒径的CaCO3填充PVC复合材料的界面粘接情况进行定量描述,发现碳酸钙颗粒粒径越小,界面作用越大。     

纳米CaCO3在有机颜料塑料着色中的应用

用纳米CaCO₃部分替代有机颜料制备纳米复合色母粒用于PP,PE和ABS树脂着色。采用色度计、Brabender万能塑化仪等测试方法,研究纳米CaCO₃部分替代颜料IRGALITERED 2BP对着色材料性能的影响。结果表明:纳米CaCO₃部分替代IRGALITERED 2BP,降低有机颜料用量,塑料制品的着色效果不会下降,甚至有所提高,共混体系的加工流变性能基本不变。用透射电子显微镜分析着色材料的微观形态,发现纳米CaCO₃ 的加入可以改善有机颜料颗粒在塑料基体中的分散状况。     

偶联剂在纳米CaCO3表面改性中的作用

提出并验证了活化-取向-平衡吸附假设,对偶联剂改性过程机理作出了新的解释。通过测定沉降速度、吸油量、活化率、比表面积,比较了几种偶联剂对纳米CaCO₃ 的改性效果,并考察了改性产品在有机溶剂中的润湿性。结果表明:经过改性的碳酸钙粒子能够很好地分散在有机溶剂中,甚至不发生沉降;润湿性有明显提高;只需2%(质量分数)改性剂B改性,产品就可以达到100%的活化率;比表面积由21.95m² / g上升到31.76m²/ g,表面性能有较大提高。     

CPE对PVC/CaCO3复合材料增韧研究

研究不同用量的CPE对PVC/CaCO3复合材料界面作用、力学性能、耐热性和流变性能的影响.SEM结果显示,加入CPE可明显改善CaCO3颗粒在PVC基体中的分散性和相容性,提高其界面作用.力学性能研究表明,随着CPE加入量的增加,复合材料的冲击性能随之增加,当CPE加入量超过PVC的10%(wt),试片很难被冲断,说明了CPE的加入能很好改善CaCO3和PVC之间的相容性.     

铝酸酯偶联剂在碳酸钙填充ABS及PVC中的应用研究

研究了铝酸酯偶联剂对碳酸钙的活化作用，进而探讨了活性碳酸钙分别填充ＡＢＳ及ＰＶＣ的复合体系的流变性，并对其力学性能进行了测定。实验证明，活化处理能够提高ＣａＣＯ３的填充量，改变复合体系的流变性、加工性能和某些机械性能．     

纳米CaCO3/PP复合材料光氧老化行为的红外光谱研究

 熔融挤出制备了3种大分子相容剂改性纳米CaCO₃/PP复合材料,利用FTIR研究了复合材料的光氧化行为。结果表明,纳米CaCO₃促进了PP的光氧化降解,但不改变PP的光氧化反应机理。不同相容剂对纳米CaCO₃/PP复合材料光氧化行为有不同的影响,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MA)和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MA)促进纳米CaCO₃/PP复合材料的光氧化降解,而马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MA）降低纳米CaCO₃/PP复合材料的光氧化速率,认为与不同相容剂对PP结晶形态和结晶度有不同影响有关。     

紫外光老化PP/纳米CaCO_3复合材料结晶与熔融行为研究

用DSC和WAXD研究了紫外光老化PP/纳米CaCO3(PP/CC)和相容剂改性PP/CC复合材料的结晶与熔融行为,结果表明随着紫外光老化时间增加,PP熔融温度逐渐降低,结晶度先增加后趋于稳定;PP结晶温度先提高后降低,PP/CC结晶温度降低,相容剂改性PP/CC降低更加明显。紫外光老化PP/CC结晶温度高于纯PP,表明CC对老化PP还具有异相成核作用。未光照的PP-g-MA和POE-g-MA改性PP/CC结晶温度高于未改性的,归结于相容剂与CC相互作用形成的钙盐的异相成核作用;但紫外光老化后PP结晶温度低于未改性PP/CC的,归结于钙盐受到紫外光的作用,失去对PP结晶的异相成核作用和诱导PP生成β晶的能力。     

PVC/CPE/P(BA-co-MMA)改性CaCO_3复合体系的性能研究

基于CPE和P(BA-co-MMA) 改性CaCO3对PVC的协同增韧效应,用其填充PVC,研究加工工艺、CPE及改性CaCO3用量对复合材料力学、流变和热性能的影响.结果显示,二次分散法利于发挥弹性体与刚性无机粒子的协同效应;当m(PVC)∶m(CPE)∶m(改性CaCO3) =100∶8∶10时,PVC/CPE/改性CaCO3复合体系的冲击强度可达15.24 kJ/m2,为纯PVC基体树脂的3.98倍;随着CaCO3用量的增加,体系在保持加工流动性的同时耐热性能逐步改善;ESEM分析表明,复合材料的冲击断面呈现出典型的韧性破坏特征.     

化学刻蚀法在PVC/CaCO3复合材料显微结构研究中的应用

针对未经刻蚀处理所制备的SEM样品在研究PVC/CaCO3复合材料显微结构时的缺陷--碳酸钙填料和聚氯乙烯基体间较小的光学反差使电镜下很难辨别填料在基体中的分散状况,首次将化学刻蚀法引入PVC/CaCO3复合材料的微观结构研究中.结果表明:化学刻蚀制样法令碳酸钙粒子在PVC基体中的分散结构变得直观可视,为PVC/CaCO3材料的性能研究和质量控制提供了可靠的材料学图像依据,为高聚物/无机粒子复合材料的微观结构研究开拓了新思路.该方法可应用于其它类似复合材料的研究.