纳米碳酸钙的表面改性及其应用于PVC的研究

发布时间：2017-05-16 22:06

  本文关键词：纳米碳酸钙的表面改性及其应用于PVC的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了改善纳米碳酸钙粒子在聚氯乙烯(PVC)基体中的分散性、相容性,提高纳米碳酸钙粒子对PVC的增韧效果,本文通过分子设计合成新型小分子改性剂邻苯二甲酸单酯钠盐(PAMs),采用PAMs对纳米CaCO_3粒子进行表面改性,然后对PVC进行改性研究。 第二章中采用邻苯二甲酸酐分别与丁醇、辛醇、十六醇、二乙二醇丁醚单酯化制得邻苯二甲酸单酯,采用湿法对纳米碳酸钙进行表面处理,然后添加至PVC基体中进行改性研究,通过红外光谱、TEM、SEM、力学性能、塑化性能等测试挑选出最优改性剂。第三章中采用挑选出的最优改性剂邻苯二甲酸单二乙二醇丁醚酯钠盐(PAD)对纳米CaCO_3粒子进行表面处理,通过吸油值、沉降体积、接触角等测试探究最佳湿法改性条件以及改性前后纳米CaCO_3粒子表面性质的变化。第四章中,将PAD-CaCO_3粒子添加至PVC基体中制得PVC/CaCO_3复合材料,通过抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度探究了改性剂用量、CaCO_3粒子的添加量、基体韧性、加工条件等对复合材料力学性能的影响,并考察分析改性纳米碳酸钙在PVC基体中的分散情况及断面微观形貌。 实验结果表明：采用合成的四种改性剂对纳米碳酸钙粒子进行表面改性后,纳米CaCO_3粒子的亲水疏油性均得到明显改善,添加至PVC基体中均有一定程度的增韧效果,通过各项测试发现PAD为最优改性剂。采用PAD对纳米CaCO_3粒子进行表面改性后,改性纳米粒子在PVC基体中分散性得到改善,PVC/CaCO_3复合材料的加工性能以及抗冲击强度大幅提高,而拉伸强度和弯曲强度仅有轻微下降,实现了增韧补强的效果。
【关键词】：纳米碳酸钙 酯化 表面改性剂 聚氯乙烯 复合材料
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ325.12;TQ132.32
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 聚氯乙烯的结构及性能11-12
• 1.1.2 聚氯乙烯的种类12-13
• 1.1.3 聚氯乙烯的用途13
• 1.1.4 聚氯乙烯的缺陷13-14
• 1.2 聚氯乙烯的增韧改性14-18
• 1.2.1 弹性体增韧机理14-15
• 1.2.2 弹性体增韧研究进展15-16
• 1.2.3 刚性粒子增韧机理16-17
• 1.2.4 刚性粒子增韧研究进展17-18
• 1.2.5 弹性体与刚性粒子增韧比较18
• 1.3 纳米碳酸钙增韧PVC18-22
• 1.3.1 纳米CaCO_3增韧PVC的研究进展18-19
• 1.3.2 纳米CaCO_3增韧PVC的缺陷19-20
• 1.3.3 纳米CaCO_3的表面改性20-21
• 1.3.4 改性方法综合比较21-22
• 1.4 本文主要研究目的和研究内容22-24
• 1.4.1 本文主要研究目的22
• 1.4.2 本文主要研究内容22-23
• 1.4.3 主要创新思路23-24
• 第2章 改性剂的制备及选择24-42
• 2.1 引言24
• 2.2 实验部分24-28
• 2.2.1 实验试剂24-25
• 2.2.2 实验设备25
• 2.2.3 改性剂的合成25-26
• 2.2.4 纳米粒子的表面改性26-27
• 2.2.5 PVC/CaCO_3复合材料的制备27-28
• 2.3 分析与测试28-29
• 2.3.1 红外光谱分析28
• 2.3.2 酯化率的测量28
• 2.3.3 透射电镜(TEM)28
• 2.3.4 力学性能测试28-29
• 2.3.5 扫描电子显微镜(SEM)断面扫描29
• 2.3.6 接触角29
• 2.3.7 塑化性能29
• 2.4 结果与分析29-40
• 2.4.1 单体、温度的选择29-30
• 2.4.2 酯化率30-31
• 2.4.3 纳米碳酸钙粒子的红外谱图31-32
• 2.4.4 改性纳米碳酸钙的TEM分析32-34
• 2.4.5 纳米碳酸钙粒子的接触角34-35
• 2.4.6 塑化性能35-36
• 2.4.7 不同改性纳米粒子对力学性能的影响36-39
• 2.4.8 SEM断面扫描39-40
• 2.5 本章小结40-42
• 第3章 纳米碳酸钙的表面改性42-50
• 3.1 引言42
• 3.2 实验部分42-43
• 3.2.1 实验试剂42
• 3.2.2 实验设备42
• 3.2.3 纳米碳酸钙的表面改性42-43
• 3.3 分析与测试43
• 3.3.1 热失重分析43
• 3.3.2 吸油值测试43
• 3.3.3 沉降体积43
• 3.3.4 接触角43
• 3.4 结果与讨论43-49
• 3.4.1 纳米碳酸钙的表面改性工艺44
• 3.4.2 改性温度对改性效果的影响44-45
• 3.4.3 改性pH对改性效果的影响45
• 3.4.4 改性时间对改性效果的影响45-46
• 3.4.5 改性剂用量与纳米碳酸钙粒子表面的变化46-48
• 3.4.6 纳米碳酸钙粒子TG的变化48
• 3.4.7 纳米碳酸钙粒子沉降体积的变化48-49
• 3.5 结论49-50
• 第4章 复合材料的制备及性能研究50-67
• 4.1 引言50
• 4.2 实验部分50-51
• 4.2.1 实验试剂50
• 4.2.2 实验设备50
• 4.2.3 复合材料的制备50-51
• 4.3 分析与测试51
• 4.3.1 冲击性能测试51
• 4.3.2 拉伸性能测试51
• 4.3.3 弯曲性能测试51
• 4.3.4 SEM断面形貌分析51
• 4.4 结果与分析51-65
• 4.4.1 不同改性剂对PVC材料力学性能测试51-52
• 4.4.2 PAD用量对PVC制品力学性能的影响52-54
• 4.4.3 PAD-CaCO_3添加量对力学性能的影响54-57
• 4.4.4 PAD-CaCO_3添加量对断裂伸长率的影响57-58
• 4.4.5 拉伸断面SEM观察58-59
• 4.4.6 冲击断面SEM扫描59-61
• 4.4.7 基体韧性对复合材料的影响61-62
• 4.4.8 不同碳酸钙粒子对PVC力学性能影响62-63
• 4.4.9 加工条件对PAD/PVC复合材料的性能的影响63-65
• 4.5 结论65-67
• 第5章 全文总结及展望67-69
• 5.1 全文总结67-68
• 5.1.1 改性剂的制备及选择67
• 5.1.2 纳米粒子的表面改性67
• 5.1.3 复合材料的制备67-68
• 5.2 主要创新点68
• 5.3 全文展望68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-76
• 硕士研究生期间发表论文、专利汇总76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：371994