偶联剂改性对PVC/半水磷石膏微粉共混物性能的影响
发布时间:2021-11-16 13:06
采用铝酸酯偶联剂对半水磷石膏微粉进行改性,并通过熔融共混法制备PVC/半水磷石膏微粉共混物。研究了铝酸酯偶联剂用量对PVC/半水磷石膏微粉复合材料界面相容性、力学性能和流变性能的影响。结果表明:经过偶联剂改性后,半水磷石膏微粉与PVC的相容性更好,共混物的力学性能明显提高,当铝酸酯偶联剂达到1.5%时,共混物力学性能最佳。此外,铝酸酯偶联剂也改善了PVC/半水磷石膏微粉共混物的流变性能。
【文章来源】:塑料科技. 2020,48(10)北大核心
【文章页数】:5 页
【部分图文】:
搅拌前后改性半水磷石膏微粉水浮性测试
图2为半水磷石膏微粉改性前后与PVC形成共混物的应力-应变曲线。表2为结合分析软件直接获取的共混物力学性能。从表2可以看出,PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物的断裂伸长率为32.14%,拉伸强度为33.41 MPa,拉伸模量为2 393.50 MPa;当硬脂酸加入后,PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物的韧性得到了改善,其断裂伸长率增加了15.43%,拉伸强度降低了1.55 MPa,拉伸模量降低了44.50 MPa;当再加入铝酸酯偶联剂后,PVC/半水磷石膏微粉(0.5%)共混物韧性得到进一步改善,但其拉伸强度、拉伸模量均有所降低,这是因为部分铝酸酯偶联剂对PVC/半水磷石膏微粉共混物起到小分子增塑作用;随着铝酸酯偶联剂的继续增加,PVC/半水磷石膏微粉共混物的界面相容性更好,PVC/半水磷石膏微粉共混物的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量均呈现上升趋势,直到铝酸酯偶联剂量达到1.5%,此时PVC/半水磷石膏微粉(1.5%)共混物的拉伸强度为32.62 MPa,断裂伸长率为72.51%,拉伸模量为2427.5 MPa;相比于PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物,断裂伸长率是改性前的2.3倍,拉伸强度降低0.79 MPa,拉伸模量提高了34 MPa;相比于PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物,断裂伸长率是其1.5倍,拉伸强度提高了0.76 MPa,拉伸模量提高了78.5 MPa;随着铝酸酯偶联剂的进一步增加,PVC/半水磷石膏微粉(2%)共混物的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量均下降,这是因为过量的铝酸酯偶联剂在材料中发生团聚,充当杂质,使材料产生缺陷。2.3 PVC/半水磷石膏微粉共混物SEM分析
图3为半水磷石膏微粉改性前后与PVC形成共混物的SEM照片。从图3a可以看出,在没有加硬脂酸和铝酸酯偶联剂的PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物中,其界面相容性不好,两相存在明显分界,同时半水磷石膏因存在较多的结晶水,受热挥发后在界面上留下许多小孔,影响PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物性能;图3b为加入硬脂酸的PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物脆断面,从图3b可以看出,界面的气孔大幅度减少,这是因为硬脂酸可以在磷石膏表面包覆一层疏水物质,改善无机粉体的分散性,使其分散更均匀,同时由于硬脂酸的包覆作用保护了磷石膏,使其抗高温能力增强;当加入铝酸酯偶联剂后,如图3c所示,PVC/半水磷石膏微粉(0.5%)没有出现明显的分界面,说明铝酸酯偶联剂的加入使PVC/半水磷石膏共混物的相容性得到改善;随着铝酸酯偶联剂的逐渐增加,如图3d所示,PVC/半水磷石膏微粉(1%)共混物的相容性继续提升;当铝酸酯偶联剂用量达到1.5%时,如图3e所示,PVC/半水磷石膏微粉(1.5%)共混物的相容性最佳,其脆断面在受到外界力时存在内应力,断面呈现蜿蜒的拉断区,磷石膏颗粒已经基本消失;随着铝酸酯偶联剂的进一步增加,如图3f所示,小分子偶联剂过量,PVC/半水磷石膏微粉(2%)的脆断界面上出现团聚的铝酸酯偶联剂,这将对PVC/半水磷石膏微粉共混物的性能造成不利的影响。图3 PVC/半水磷石膏微粉脆断面的SEM照片
【参考文献】:
期刊论文
[1]聚丙烯酰胺/硬脂酸协同改性半水硫酸钙晶须及其形貌稳定性研究[J]. 侯昀磊,郝如斯,薛有玲,孙文亮. 人工晶体学报. 2019(10)
[2]贵州磷化磷石膏资源化利用现状[J]. 陈惠云. 硫酸工业. 2019(07)
[3]硬酯酸钙改性磷石膏对PC/ABS合金力学性能的影响[J]. 付海,吴会敏,刘心韵,龚维,尹晓刚. 中国塑料. 2019(07)
[4]磷石膏制备的耐热半水硫酸钙晶须表面疏水改性研究[J]. 黄旭,黄健,牛韵雅,赵游龙,黄昊,朱杨,邓炜山,冷金越,郭盛,马保国. 硅酸盐通报. 2019(07)
[5]磷石膏改性及应用[J]. 张杰,邹洪涛. 广东化工. 2018(22)
[6]磷石膏改性及其在聚合物的应用研究进展[J]. 尹书琴,李航,尹晓刚,陈卓. 山东化工. 2018(22)
[7]磷石膏改性及其在高分子材料中的应用[J]. 张杰,邹洪涛,毛海立,周骏宏,张泽强. 武汉工程大学学报. 2017(06)
硕士论文
[1]PVC/磷石膏微粉共混物加工稳定性研究[D]. 庞艳梅.贵州大学 2019
[2]磷石膏基硫酸钙短晶的制备及其在PVC中应用研究[D]. 朱杨.武汉理工大学 2018
[3]磷石膏晶须改性及应用工艺的研究[D]. 庞春霞.天津科技大学 2015
本文编号:3498948
【文章来源】:塑料科技. 2020,48(10)北大核心
【文章页数】:5 页
【部分图文】:
搅拌前后改性半水磷石膏微粉水浮性测试
图2为半水磷石膏微粉改性前后与PVC形成共混物的应力-应变曲线。表2为结合分析软件直接获取的共混物力学性能。从表2可以看出,PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物的断裂伸长率为32.14%,拉伸强度为33.41 MPa,拉伸模量为2 393.50 MPa;当硬脂酸加入后,PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物的韧性得到了改善,其断裂伸长率增加了15.43%,拉伸强度降低了1.55 MPa,拉伸模量降低了44.50 MPa;当再加入铝酸酯偶联剂后,PVC/半水磷石膏微粉(0.5%)共混物韧性得到进一步改善,但其拉伸强度、拉伸模量均有所降低,这是因为部分铝酸酯偶联剂对PVC/半水磷石膏微粉共混物起到小分子增塑作用;随着铝酸酯偶联剂的继续增加,PVC/半水磷石膏微粉共混物的界面相容性更好,PVC/半水磷石膏微粉共混物的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量均呈现上升趋势,直到铝酸酯偶联剂量达到1.5%,此时PVC/半水磷石膏微粉(1.5%)共混物的拉伸强度为32.62 MPa,断裂伸长率为72.51%,拉伸模量为2427.5 MPa;相比于PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物,断裂伸长率是改性前的2.3倍,拉伸强度降低0.79 MPa,拉伸模量提高了34 MPa;相比于PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物,断裂伸长率是其1.5倍,拉伸强度提高了0.76 MPa,拉伸模量提高了78.5 MPa;随着铝酸酯偶联剂的进一步增加,PVC/半水磷石膏微粉(2%)共混物的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量均下降,这是因为过量的铝酸酯偶联剂在材料中发生团聚,充当杂质,使材料产生缺陷。2.3 PVC/半水磷石膏微粉共混物SEM分析
图3为半水磷石膏微粉改性前后与PVC形成共混物的SEM照片。从图3a可以看出,在没有加硬脂酸和铝酸酯偶联剂的PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物中,其界面相容性不好,两相存在明显分界,同时半水磷石膏因存在较多的结晶水,受热挥发后在界面上留下许多小孔,影响PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物性能;图3b为加入硬脂酸的PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物脆断面,从图3b可以看出,界面的气孔大幅度减少,这是因为硬脂酸可以在磷石膏表面包覆一层疏水物质,改善无机粉体的分散性,使其分散更均匀,同时由于硬脂酸的包覆作用保护了磷石膏,使其抗高温能力增强;当加入铝酸酯偶联剂后,如图3c所示,PVC/半水磷石膏微粉(0.5%)没有出现明显的分界面,说明铝酸酯偶联剂的加入使PVC/半水磷石膏共混物的相容性得到改善;随着铝酸酯偶联剂的逐渐增加,如图3d所示,PVC/半水磷石膏微粉(1%)共混物的相容性继续提升;当铝酸酯偶联剂用量达到1.5%时,如图3e所示,PVC/半水磷石膏微粉(1.5%)共混物的相容性最佳,其脆断面在受到外界力时存在内应力,断面呈现蜿蜒的拉断区,磷石膏颗粒已经基本消失;随着铝酸酯偶联剂的进一步增加,如图3f所示,小分子偶联剂过量,PVC/半水磷石膏微粉(2%)的脆断界面上出现团聚的铝酸酯偶联剂,这将对PVC/半水磷石膏微粉共混物的性能造成不利的影响。图3 PVC/半水磷石膏微粉脆断面的SEM照片
【参考文献】:
期刊论文
[1]聚丙烯酰胺/硬脂酸协同改性半水硫酸钙晶须及其形貌稳定性研究[J]. 侯昀磊,郝如斯,薛有玲,孙文亮. 人工晶体学报. 2019(10)
[2]贵州磷化磷石膏资源化利用现状[J]. 陈惠云. 硫酸工业. 2019(07)
[3]硬酯酸钙改性磷石膏对PC/ABS合金力学性能的影响[J]. 付海,吴会敏,刘心韵,龚维,尹晓刚. 中国塑料. 2019(07)
[4]磷石膏制备的耐热半水硫酸钙晶须表面疏水改性研究[J]. 黄旭,黄健,牛韵雅,赵游龙,黄昊,朱杨,邓炜山,冷金越,郭盛,马保国. 硅酸盐通报. 2019(07)
[5]磷石膏改性及应用[J]. 张杰,邹洪涛. 广东化工. 2018(22)
[6]磷石膏改性及其在聚合物的应用研究进展[J]. 尹书琴,李航,尹晓刚,陈卓. 山东化工. 2018(22)
[7]磷石膏改性及其在高分子材料中的应用[J]. 张杰,邹洪涛,毛海立,周骏宏,张泽强. 武汉工程大学学报. 2017(06)
硕士论文
[1]PVC/磷石膏微粉共混物加工稳定性研究[D]. 庞艳梅.贵州大学 2019
[2]磷石膏基硫酸钙短晶的制备及其在PVC中应用研究[D]. 朱杨.武汉理工大学 2018
[3]磷石膏晶须改性及应用工艺的研究[D]. 庞春霞.天津科技大学 2015
本文编号:3498948
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