PVC行業(yè)中改行納米碳酸鈣的應(yīng)用

孫赫(長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院， 吉林 長春 130012)

PVC行業(yè)中改行納米碳酸鈣的應(yīng)用

孫赫(長春大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院， 吉林 長春 130012)

本文對納米碳酸鈣的表面改性技術(shù)進行了歸納，在納米碳酸鈣的表面改性技術(shù)當(dāng)中包含以濕法與干法為主的復(fù)合技術(shù)以及以原位聚合法為主的其他復(fù)合方法等，對于這些技術(shù)方法的歸納以及總結(jié)，能夠?qū)ο嚓P(guān)工作起到輔助的作用。同時，本文還對PVC行業(yè)當(dāng)中納米碳酸鈣的應(yīng)用趨勢進行了探討。

納米碳酸鈣；PVC行業(yè)；應(yīng)用

塑料的填充改性歷史悠久，最初進行塑料的填充改性，是為了降低成本，例如在PVC當(dāng)中加入碳酸鈣，一方面能夠使得成本降低，另一方面，適當(dāng)?shù)奶妓徕}的添加還能夠使得PVC的力學(xué)性能得到有效的提升?，F(xiàn)如今，世界各個國家都已經(jīng)將納米材料作為了自身的材料科學(xué)研究熱點，而納米碳酸鈣更是在PVC行業(yè)當(dāng)中得到了十分廣泛的重視。就我國來講，納米碳酸鈣的制備主要利用多種方法進行改性，在諸多方法當(dāng)中，原位聚合法由于操作起來較為復(fù)雜，因此在實際的生產(chǎn)當(dāng)中并沒有得到較多的應(yīng)用，而熔融共混法由于自身操作簡單的特點，因此得到了很多企業(yè)的喜愛，但是在PVC基體當(dāng)中，依然存在著納米碳酸鈣的團聚問題。因此，如何才能夠簡單有效的創(chuàng)造出納米碳酸鈣與PVC樹脂的復(fù)合工藝已經(jīng)成為了研究重點之一。

1 納米碳酸鈣的表面處理技術(shù)

納米碳酸鈣具有表面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等多種納米效應(yīng)，而由于自身的特點，因此納米碳酸鈣被廣泛的運用到了多種行業(yè)當(dāng)中。但是，在PVC行業(yè)當(dāng)中，由于PVC樹脂與納米碳酸鈣粒子并不相容，這就在很大程度上阻礙了其發(fā)展，現(xiàn)如今，該問題已經(jīng)成為了研究熱點，受到了許多研究人員的大量關(guān)注。

(1)干性改法 干法改性就是將納米碳酸鈣的干粉與偶聯(lián)劑直接進行混合從而改性。其原理在于利用偶聯(lián)劑分子一端的機型基團與碳酸鈣粒子形成化學(xué)鍵，另一端則與高分子鏈進行化學(xué)反應(yīng)，從而將二者進行結(jié)合，并給予復(fù)合材料較好的物理性能。

(2)濕法改性 這種方法就是將改性劑直接加入到碳酸鈣的懸浮液當(dāng)中，在機械力的作用下進行改性處理，現(xiàn)如今，濕法改性除了使用表面活性劑之外還采用了碳酸酯等偶聯(lián)劑進行改性。

2 納米碳酸鈣與PVC的復(fù)合技術(shù)

通過相關(guān)的研究我們發(fā)現(xiàn)，在對PVC樹脂進行改性之后，其韌性、流動性、穩(wěn)定性等都得到了大幅度的提升。納米粒子在基體當(dāng)中產(chǎn)生的集中效應(yīng)，能夠引發(fā)樹脂產(chǎn)生開裂，吸收變形功；此外，納米粒子還能夠阻止裂紋產(chǎn)生的破壞性開裂；而由于納米粒子的接觸面積大，因此也能夠吸收更多的沖擊能，目前，改性后的納米碳酸鈣符合方式主要分為熔融混合法以及原位聚合法等。

(1)原位聚合法 該方法是將納米碳酸鈣分散在氟乙烯單體中，使得改性納米碳酸鈣顆粒能夠與氟乙烯發(fā)生反應(yīng)，帶有納米碳酸鈣的氟乙烯在進行原位聚合生成PVC樹脂。

這種技術(shù)能夠有效的解決納米碳酸鈣的團聚問題，但是在實際的聚合過程當(dāng)中，納米碳酸鈣會影響原有的引發(fā)劑體系、反應(yīng)平穩(wěn)性等參數(shù)，同時也會使得PVC樹脂的白度、黏數(shù)等產(chǎn)生變化，現(xiàn)如今，原位聚合法仍在試驗階段，僅有少部分實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。

(2)熔融共混法 該方法是將改性納米碳酸鈣、加工助劑等在高高溫下進行高速攪拌預(yù)混，實現(xiàn)納米碳酸鈣與樹脂的物理吸附，在后續(xù)加工當(dāng)中，納米碳酸鈣與PVC分子產(chǎn)生纏繞，從而提高材料性能。

熔融共混法利用PVC樹脂后加工的流程，解決了納米碳酸鈣提高PVC材料力學(xué)性能的問題，有著操作簡單的特點，也因此受到了大多數(shù)企業(yè)的一致青睞，就目前來講，熔融混合法是應(yīng)用最為廣泛的改性方法。但是，改性納米碳酸鈣的添加量在達到一定的值之后，其團聚現(xiàn)象就會加重，這就會使得PVC的連續(xù)相特性受到破壞，反而使得力學(xué)性能下降。

3 技術(shù)展望

現(xiàn)如今，隨著時代的進步以及科技的不斷發(fā)展，新材料科學(xué)的發(fā)展也在日益進步，新的成型加工技術(shù)以及對于傳統(tǒng)材料的再開發(fā)已經(jīng)成為了目前新材料發(fā)展的兩個重要趨勢，人們對PVC材料的塑化途徑已經(jīng)提出了多元化的理念，這也會使得研究人員采取更加多樣的方式來進行PVC復(fù)合材料的制備。

為了解決復(fù)合過程當(dāng)中的團聚、不相容等問題，研究人員已經(jīng)提出將納米碳酸鈣與樹脂復(fù)合改性與共混改性技術(shù)進行結(jié)合，但目前看來，在這一領(lǐng)域的研究并不透徹，許多技術(shù)還沒有得到良好的發(fā)展以及應(yīng)用。在未來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也會出現(xiàn)更多的復(fù)合技術(shù)，簡單、有效、便于工業(yè)應(yīng)用將是其未來的主要發(fā)展方向。

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[3]張博,吳桐,趙富華,劉軍海.納米碳酸鈣制備及在造紙中的應(yīng)用[J].黑龍江造紙，2010，(02).

[4]張博,吳桐,趙富華,劉軍海.納米碳酸鈣的制備及在造紙中的應(yīng)用[J].天津造紙，2010，(03).

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孫赫(1987-)，女，漢，吉林長春人，碩士，助理研究員，高分子材料。