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本文应用辐射硫化原理、浆体共混、喷雾干燥和熔融共混等技术,成功制备了硬质聚氯乙烯/超细全硫化粉末橡胶(PVC/UFPR)二元、PVC/UFPR/纳米CaCO3和PVC/UFPR/Na-MMT三元纳米复合材料。并首次深入系统地研究了UFPR、UFPR/纳米CaCO3和UFPR/Na-MMT复合粉末体系对硬质PVC性能的影响。值得注意的是,PVC三元复合材料中的无机纳米粒子虽然没有经过有机化处理或表面处理,但能够良好地分散在PVC基体中,并提高了PVC复合材料的综合性能,这对通用高分子材料的高性能化、高功能化研究和开发具有重要的意义。 经γ射线辐射后,橡胶乳液中的橡胶粒子具有颗粒表面交联度高、颗粒内部交联度低的特点。在熔融共混过程中,与PVC相容性好的UFPR就能够均匀地分散在PVC基体中。 采用三种丁腈粉末橡胶P-248、P-6387和P-26(粒径分别为150nm、90nm和70nm,丙烯腈含量分别为33%、33%和26%)制备了新型硬质PVC/NBR-UFPR二元复合材料PVC-1、PVC-2和PVC-3。透射电镜(TEM)照片显示,三种NBR-UFPR颗粒均能够以单个粒子方式均匀分散在PVC基体中,从而使NBR-UFPR颗粒与PVC相间的界面积远远大于传统的PVC/弹性体共混物。增大的相界面积和界面作用力束缚了PVC分子链段的运动,提高了PVC的玻璃化转变温度(Tg)。与纯PVC的Tg相比,PVC-2的Tg提高了7℃。同时,均匀分散的小尺寸橡胶粒子减小了PVC的基体层厚度(橡胶粒子之间的距离),有利于冲击过程中银纹的传递和终止,增加了韧性,如PVC-3的缺口冲击强度由纯PVC的3.1kJ/m2增加到6.3kJ/m2。