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改性碳酸钙在聚氯乙烯中的应用研究二

2 结 果 与 讨 论

2. 1 碳酸钙改性前后微观形态比较

在电子显微镜下，对普通碳酸钙及改性碳酸钙进行颗粒微观形态比较，结果

图1 碳酸钙改性前后电镜照片对比

从图1可以清楚地看出，普通碳酸钙粒子分布范围广，多以聚集态的形式存在，而改性碳酸钙粒子经表面改性处理，表面能低，不团聚，达到均匀分散，多以原生粒子状态存在，其中部分是以纳米粒子状态存在（粒径小于100nm ），因而它能在PVC树脂中达到较好分散，起到增韧补强作用。

2. 2 碳酸钙改性前后流变性能比较

我们将普通碳酸钙和改性碳酸钙分别按配方混料，室温放置8hr后在PLE331型转矩流变仪进行流变实验，结果如表1

表1 流变实验结果*

名 称3百多位来自企业、科研机构和高校的代表齐聚洛阳热议行业发展 最大扭矩/N.m 平衡扭矩/ N.m 塑化时间/S 熔融温度/℃

普通CaCO3 37.4 25.0 150 187

改性CaCO3 34.3 24.1 120 186

*配方：PVC 100份 复合稳定剂 5份 KM355P 6 份

普通CaCO3 或改性CaCO3 15份

从表1可以看出，加入改性碳酸钙与普通碳酸钙相比，扭矩降低，塑化时间明显缩短，熔融温度下降，塑化速度变快，说明改性碳酸钙与PVC体系相想必这也是我国许多仪器用户的共同感觉容性好，有利于加工，可提高挤出速度，使制品外观光滑细腻。这是由于改性碳酸钙表面化学键合的改性剂与PVC树流程泵脂具有良好相容性，表现出强的内润滑作用，从而削弱了PVC分子间的作用力，使得体系流变性能改变。同时也说明在同等条件下，改性碳酸钙可以增加填充量，也能达到良好的加工性能。

2. 3 PVC试片测试结果比较

我们将普通碳酸钙与改性碳酸钙分别制取硬质、软质试片，在

INSTRON4466型万能材料试验机上测试，结果见表2、表3

表2 硬质PVC试片测试结果比较*

名 称 屈服酒店家具强度/Mpa 断裂强度/Mpa 断裂伸长率/% 杨氏模量/Mpa

普通CaCO3 50.835 21.364 46.569 2666.59

改性CaCO3 51.952 42.456 103.360 27气锤40.27

* 配方：PVC 100份 复合稳定剂 5份 D变压器OP 5份 普通CaCO3或改性CaCO3 20份

表3 软质PVC试片测试结果比较*

名 称 屈服强度/Mpa 断裂强度/Mpa 断裂伸长率/% 杨氏模量/Mpa

普通CaCO3 7.09 6.91 48.7 75.7

改性CaCO3 7.11 6.92 109.1 60.7

* 配方：PVC 100份 复极限工作载荷5吨之内的可使用立式吊带拉力实验机合稳定剂 5份 DOP 50份

普通CaCO3或改性CaCO3 120份

从表2、表3可以看出，在同样添加量的情况下，无论PVC硬、软质制品，使用改性碳酸钙，试片的力学性能都明显优于普通碳酸钙，特别是试片的断裂伸长率提高一倍多，而且物料易塑化，不粘辊，表面亮度高，加工性能优良。这是由于普通碳酸钙表面极性强，表面能高，在PVC树脂中易于团聚，不易分散，从而影响制品加工性，并破坏制品的力学性能。而改性碳酸钙表面已有机化改性，表面能显著降低，不易团聚，基本上是以原生粒子状态分散到PVC树脂中，并通过有机改性剂的分子桥架作用，在界面上产生强的粘合作用，而其中部分以纳米状态分散的刚性粒子渗透到PVC树脂三维络结构中。依据非弹性体增韧改性观点， 刚性纳米级碳酸钙粒子表面缺陷少，非配对原子多，与PVC树脂结合牢固，在受到外力作用时，引起基体树脂银纹化吸收能量，发生脆-韧转变[6]，从而避免局部应力集中产生裂纹化，使复合材料达到增韧补强效果，具有较好的力学性能。

3 结 论

（1） 经JL-G01型改性剂(Modifier) 改性的碳酸钙与普通碳酸钙相比，颗粒以原生粒子状态均匀分布，不团聚，与PVC树脂具有极好的相容性与分散性，能够增加填充量，同时达到增韧补强效果。

（2） 改性碳酸钙赋予PVC加工体系优良的流变性能，缩短塑化时间，加快熔融，促进塑化，从而提高加工效率，并使制品具有优良的表面性能。

（3） 改性碳酸钙填充于硬质、软质PVC制品中，与普通碳酸钙相比，不仅2、在钳口座和钳口卡板之间增加了耐磨衬板易塑化，不粘辊，加工性能优良，而且制品的断裂强度及断裂伸率明显提高，具有较好的物理机械性能。（作者： 汪忠清 镇红云 陆金贵 ）

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