论文部分内容阅读
本文选用CPVC和改性水滑石(LDHs)对PVC进行耐热改性研究,通过熔融共混的方法制备了PVC/LDHs、PVC/CPVC及PVC/CPVC/LDHs复合材料。系统研究了LDHs的改性方法及组分配比对PVC各复合体系力学性能、耐热性能及加工流变性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征。采用离子交换法分别用十二烷基苯磺酸钠(DBS)和十二烷基硫酸钠(SDS)对LDHs进行插层改性处理。结果显示,反应生成的柱撑LDHs具有完整的层状结构。阴离子插层反应最佳条件为:反应温度为70℃;反应pH为4;反应时间为6 h;阴离子完全取代LDHs层间CO32-时,SDS与LDHs的质量比为1.5、DBS与LDHs的质量比为1.0。分别采用硬脂酸钠(NaSt)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对LDHs进行表面改性处理。结果表明,两种改性剂均可以实现对LDHs的表面改性,并且不会改变LDHs的层状结构。采用插层改性剂SDS和表面改性剂KH570对LDHs进行有机改性,得到插层改性和表面改性相结合的复合改性KH570-SDS-LDHs。XRD、FTIR的分析结果表明,SDS已垂直插入LDHs层间,层间距达到2.72 nm, KH570只覆盖在LDHs表面,与层板表面-OH进行偶联。研究了各类改性LDHs及其含量对PVC/LDHs复合体系力学性能、流变性能及耐热性能的影响。结果显示:改性LDHs对复合材料具有显著的增强增韧作用;随着各种改性LDHs含量的增加,复合材料的冲击强度和维卡软化温度呈增加趋势,拉伸强度和弯曲强度呈先增加后减小的趋势,大约都在添加量为5份时出现最佳值;改性LDHs的加入改善了体系的加工流动性;复合改性KH570-SDS-LDHs的改性效果最佳。考察了CPVC含量对PVC/CPVC体系性能的影响。结果显示:随着CPVC含量的增加,体系的耐热性和强度均提高,韧性略有降低,加工性能变差;CPVC最佳含量为35 wt%,此时材料的维卡软化温度比纯PVC提高了19.64℃,并且冲击强度下降不多。通过对PVC/CPVC/LDHs三元复合体系的研究发现,复合改性KH570-SDS-LDHs在PVC/CPVC基体中的分散性最佳,与树脂的界面粘结性最好,其添加量为7份时,复合材料的综合性能最佳。