煅燒陶土用量對(duì)PVC絕緣電纜料性能的影響

舒康玉

（浙江萬(wàn)馬高分子材料有限公司）

摘要：采用硬脂酸處理煅燒陶土，制樣研究改性陶土用量對(duì)PVC電纜絕緣料的力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，使用煅燒陶土用量3 %的硬脂酸改性陶土后，復(fù)合材料的力學(xué)性能和電性能得到一定提高。

關(guān)鍵詞：PVC；煅燒陶土；硬脂酸；力學(xué)性能；電性能

引言

由于煅燒陶土是親水性材料，而PVC樹(shù)脂為非極性材料，親水性差。導(dǎo)致兩則的相容性差，致使煅燒陶土難以在基體中均勻分散，同時(shí)兩者間的界面黏合差，存在明顯的界面，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能不佳，是PVC絕緣料生產(chǎn)和應(yīng)用中面臨的最大問(wèn)題之一。

為增加陶土與基體樹(shù)脂的相容性，本實(shí)驗(yàn)采用硬脂酸處理劑先改性煅燒陶土后，再添加到PVC基體中，制成PVC絕緣料，考察了不同陶土用量對(duì)PVC絕緣料力學(xué)性能和電性能的影響，并用電鏡研究了材料斷面的微觀形貌。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原料

根據(jù)PVC絕緣電纜料的制備需要，材料由表1體現(xiàn)。

1.2 主要儀器和設(shè)備

根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)要求，需要表2儀器進(jìn)行式樣的各項(xiàng)性能檢測(cè)。

2. 性能測(cè)試與分析

包括 機(jī)械性能 電學(xué)性能 微觀形貌觀察

3. 結(jié)果與討論

3.1處理劑（陶土）用量對(duì)復(fù)合材料（PVC絕緣料）力學(xué)性能的影響

本實(shí)驗(yàn)考察了改性前后不同煅燒陶土用量對(duì)PVC絕緣料力學(xué)性能的影響。當(dāng)陶土用量取不同的值時(shí)，所得復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度變化曲線，可以看出，經(jīng)過(guò)處理的PVC絕緣料其力學(xué)性能均優(yōu)于未處理的PVC絕緣料。

隨著煅燒用量的增加，經(jīng)過(guò)改性絕緣料和未改性絕緣料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都逐漸降低，但是通過(guò)圖形對(duì)比可以看出，經(jīng)過(guò)改性PVC絕緣料的拉伸性能和斷裂伸長(zhǎng)率都要明顯優(yōu)于未改性的復(fù)合材料，這主要是因?yàn)殪褵胀恋挠H水性，使填料顆粒趨向于形成團(tuán)聚塊，隨著陶土用量的增加，團(tuán)聚塊表現(xiàn)出比較大的粒子尺寸，因而表面有效粘接下降。而陶土經(jīng)過(guò)改性后，改善了其親水性的狀況，因此硬脂酸促進(jìn)了陶土的分散，使其與PVC基體的界面粘合增強(qiáng)。

力學(xué)性能通常是取決于諸如填料量，粒子尺寸與形狀，填料與復(fù)合材料粘結(jié)程度及復(fù)合材料中填料的分散程度等因素.。由于陶土和PVC樹(shù)脂存在相容性差的問(wèn)題，兩者的界面結(jié)合力較弱；所以隨著陶土用量的增加，顆粒引起的應(yīng)力集中及產(chǎn)生缺陷的幾率加大，材料受到?jīng)_擊后不能很好地分散外應(yīng)力。此外，由于陶土填料具有較多的分子內(nèi)氫鍵存在，在進(jìn)行加熱混合時(shí)，不容易打散，使其不能在塑料基體中均勻分散，從而影響復(fù)合材料的性能。因此加入未改性陶土PVC絕緣料的綜合力學(xué)性能呈下降趨勢(shì)。因?yàn)樵诩訜岬臈l件下，硬脂酸能夠包覆陶土，這就使界面粘結(jié)粘結(jié)程度得到提高，從而提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。

3.2 陶土用量對(duì)PVC絕緣料微觀形貌的影響

式樣陶土用量為20 phr，觀察復(fù)合材料改性缺口沖擊斷面形態(tài)。了解復(fù)合材料處理前后界面形態(tài)的改變?？梢钥闯?，在未改性的PVC絕緣料中，陶土呈條狀，具有較大的長(zhǎng)徑比；陶土表面光滑且與PVC基體存在明顯的界面。這說(shuō)明陶土與基體樹(shù)脂間黏結(jié)較弱，在斷裂過(guò)程中，陶土很容易從基體樹(shù)脂中拔出，復(fù)合材料的機(jī)械性能自然就差。可以看出，陶土經(jīng)過(guò)硬脂酸處理后，陶土表面略顯粗糙，存在少量粘著物；部分陶土被剝開(kāi)，極少陶土團(tuán)聚；而且復(fù)合材料的界面變得模糊，少空隙存在。這說(shuō)明硬脂酸的存在，改善了陶土與基體樹(shù)脂的界面，因此在宏觀上表現(xiàn)為復(fù)合材料的力學(xué)性能的提高。

4.結(jié)論

（1）隨著陶土用量的增加，其力學(xué)性能總體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。

（2）隨著陶土用量的增加，其體積電阻總體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。

（3）經(jīng)過(guò)硬脂酸改性陶土后，PVC絕緣料的力學(xué)性能要明顯優(yōu)于未改性PVC絕緣料。

（4）SEM圖分析表明：陶土經(jīng)硬脂酸處理后，陶土與PVC基體樹(shù)脂的相容性得到改善，界面變得模糊，因此在宏觀上表現(xiàn)為復(fù)合材料的力學(xué)性能的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉家棟.程控線纜用70℃PVC絕緣塑料的研制[J].聚氯乙烯，2000，（4）：31.

[2]何曼君，陳維孝，董西俠.高分子物理[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1990.endprint