采用鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)半水磷石膏微粉進(jìn)行改性,并通過熔融共混法制備PVC/半水磷石膏微粉共混物。研究了鋁酸酯偶聯(lián)劑用量對(duì)PVC/半水磷石膏微粉復(fù)合材料界面相容性、力學(xué)性能和流變性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過偶聯(lián)劑改性后,半水磷石膏微粉與PVC的相容性更好,共混物的力學(xué)性能明顯提高,當(dāng)鋁酸酯偶聯(lián)劑達(dá)到1.5%時(shí),共混物力學(xué)性能最佳。此外,鋁酸酯偶聯(lián)劑也改善了PVC/半水磷石膏微粉共混物的流變性能。 

【文章來源】：塑料科技. 2020,48(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

攪拌前后改性半水磷石膏微粉水浮性測(cè)試

圖2為半水磷石膏微粉改性前后與PVC形成共混物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。表2為結(jié)合分析軟件直接獲取的共混物力學(xué)性能。從表2可以看出，PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物的斷裂伸長(zhǎng)率為32.14%，拉伸強(qiáng)度為33.41 MPa，拉伸模量為2 393.50 MPa；當(dāng)硬脂酸加入后，PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物的韌性得到了改善，其斷裂伸長(zhǎng)率增加了15.43%，拉伸強(qiáng)度降低了1.55 MPa，拉伸模量降低了44.50 MPa；當(dāng)再加入鋁酸酯偶聯(lián)劑后，PVC/半水磷石膏微粉(0.5%)共混物韌性得到進(jìn)一步改善，但其拉伸強(qiáng)度、拉伸模量均有所降低，這是因?yàn)椴糠咒X酸酯偶聯(lián)劑對(duì)PVC/半水磷石膏微粉共混物起到小分子增塑作用；隨著鋁酸酯偶聯(lián)劑的繼續(xù)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強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸模量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，直到鋁酸酯偶聯(lián)劑量達(dá)到1.5%，此時(shí)PVC/半水磷石膏微粉(1.5%)共混物的拉伸強(qiáng)度為32.62 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為72.51%，拉伸模量為2427.5 MPa；相比于PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物，斷裂伸長(zhǎng)率是改性前的2.3倍，拉伸強(qiáng)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，斷裂伸長(zhǎng)率是其1.5倍，拉伸強(qiáng)度提高了0.76 MPa，拉伸模量提高了78.5 MPa；隨著鋁酸酯偶聯(lián)劑的進(jìn)一步增加，PVC/半水磷石膏微粉(2%)共混物的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸模量均下降，這是因?yàn)檫^量的鋁酸酯偶聯(lián)劑在材料中發(fā)生團(tuán)聚，充當(dāng)雜質(zhì)，使材料產(chǎn)生缺陷。2.3 PVC/半水磷石膏微粉共混物SEM分析

圖3為半水磷石膏微粉改性前后與PVC形成共混物的SEM照片。從圖3a可以看出，在沒有加硬脂酸和鋁酸酯偶聯(lián)劑的PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物中，其界面相容性不好，兩相存在明顯分界，同時(shí)半水磷石膏因存在較多的結(jié)晶水，受熱揮發(fā)后在界面上留下許多小孔，影響PVC/半水磷石膏微粉(neat)共混物性能；圖3b為加入硬脂酸的PVC/半水磷石膏微粉(0%)共混物脆斷面，從圖3b可以看出，界面的氣孔大幅度減少，這是因?yàn)橛仓峥梢栽诹资啾砻姘惨粚邮杷镔|(zhì)，改善無機(jī)粉體的分散性，使其分散更均勻，同時(shí)由于硬脂酸的包覆作用保護(hù)了磷石膏，使其抗高溫能力增強(qiáng)；當(dāng)加入鋁酸酯偶聯(lián)劑后，如圖3c所示，PVC/半水磷石膏微粉(0.5%)沒有出現(xiàn)明顯的分界面，說明鋁酸酯偶聯(lián)劑的加入使PVC/半水磷石膏共混物的相容性得到改善；隨著鋁酸酯偶聯(lián)劑的逐漸增加，如圖3d所示，PVC/半水磷石膏微粉(1%)共混物的相容性繼續(xù)提升；當(dāng)鋁酸酯偶聯(lián)劑用量達(dá)到1.5%時(shí)，如圖3e所示，PVC/半水磷石膏微粉(1.5%)共混物的相容性最佳，其脆斷面在受到外界力時(shí)存在內(nèi)應(yīng)力，斷面呈現(xiàn)蜿蜒的拉斷區(qū)，磷石膏顆粒已經(jīng)基本消失；隨著鋁酸酯偶聯(lián)劑的進(jìn)一步增加，如圖3f所示，小分子偶聯(lián)劑過量，PVC/半水磷石膏微粉(2%)的脆斷界面上出現(xiàn)團(tuán)聚的鋁酸酯偶聯(lián)劑，這將對(duì)PVC/半水磷石膏微粉共混物的性能造成不利的影響。圖3 PVC/半水磷石膏微粉脆斷面的SEM照片

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚丙烯酰胺/硬脂酸協(xié)同改性半水硫酸鈣晶須及其形貌穩(wěn)定性研究[J]. 侯昀磊,郝如斯,薛有玲,孫文亮.  人工晶體學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]貴州磷化磷石膏資源化利用現(xiàn)狀[J]. 陳惠云.  硫酸工業(yè). 2019(07)
[3]硬酯酸鈣改性磷石膏對(duì)PC/ABS合金力學(xué)性能的影響[J]. 付海,吳會(huì)敏,劉心韻,龔維,尹曉剛.  中國(guó)塑料. 2019(07)
[4]磷石膏制備的耐熱半水硫酸鈣晶須表面疏水改性研究[J]. 黃旭,黃健,牛韻雅,趙游龍,黃昊,朱楊,鄧煒山,冷金越,郭盛,馬保國(guó).  硅酸鹽通報(bào). 2019(07)
[5]磷石膏改性及應(yīng)用[J]. 張杰,鄒洪濤.  廣東化工. 2018(22)
[6]磷石膏改性及其在聚合物的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 尹書琴,李航,尹曉剛,陳卓.  山東化工. 2018(22)
[7]磷石膏改性及其在高分子材料中的應(yīng)用[J]. 張杰,鄒洪濤,毛海立,周駿宏,張澤強(qiáng).  武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)

碩士論文
[1]PVC/磷石膏微粉共混物加工穩(wěn)定性研究[D]. 龐艷梅.貴州大學(xué) 2019
[2]磷石膏基硫酸鈣短晶的制備及其在PVC中應(yīng)用研究[D]. 朱楊.武漢理工大學(xué) 2018
[3]磷石膏晶須改性及應(yīng)用工藝的研究[D]. 龐春霞.天津科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3498948