納米CaCO_3的表面改性及其在軟PVC中的應用

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納米CaC3的表面改性及其在軟PVC中的應用高琪君，陳燁璞，劉俊康，朱勇，宮洪璽（無錫輕工大學化工學院，江蘇無錫214036）其隨ADDP分子結構和用量的變化規(guī)律。最后，將改性納米CaC3充填改性軟質PVCC：CaC3表面改性劑；表面改性納米CaC3由于粒徑小、比表面大、容易團聚、分散性差等影響了其使用效果，所以需進行表面改性處理。因此，我們開發(fā)了適宜工業(yè)應用的一系列ADDP類表面改性劑，并探討了親水螯合基團個數(shù)、疏水基團碳鏈長度對改性效果的影響。1實驗部分1.1主要原料與設備未改性納米CaC3，廣平化工實業(yè)有限公司提供；ADDP改性劑，自研制；旋轉式粘度儀，同濟大學機電廠；接觸角測量儀，日本；光透射粒度測定儀，南京化工大學硅酸鹽工程研究所；熔體熔融指數(shù)儀，承德試驗總廠；高速混合機（張家港市大江機械有限公司）?！　?.2合成方法將裝有回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗、攪拌器的四口反應燒瓶置于水浴中，反應瓶內預先裝入一定量的POCb.減壓下將縮合劑由滴液漏斗慢慢滴加至反應瓶中，保持反應溫度在15°C以下，再加入定量的脂肪醇，并緩慢升溫進行反應?！　》磻Y束后，產物經洗絳，真空脫水干燥后即得成品。產品為白色或淺黃色膏狀體易溶于水，是一種特殊結構的多磷酸酯?！　?.3納米CaC3的表面改性將CaC3投入水中，攪拌均勻。將計量好的ADDP用水稀釋，在適當溫度下加到碳酸鈣的懸浮液中，攪拌至反應完全，取出烘干，160目過篩。　　1.4測試方法D0P糊粘度：將碳酸鈣與D0P按質量比1：2混合攪勻，用旋轉式粘度計測得D0P糊粘度?！　∪肓贤玻訜?min，在一定負荷下擠出，每30s切割一次，所得粒子稱重取平均值?！　?結果與討論2.1螯合基團的影響將三種不同ADDP，按親水性螯合基團個數(shù)從少到多依次編為ADDP―用量/%得吸油量大幅度下降且下降幅度與ADDP的結構和用量有關。其中，以ADDP表2DOP糊粘度用量從表2可知，ADDP改性使得DOP糊粘度從未改性的2500mPa、降到300mPa、左右，即便是少量的ADDP也使得粒度下降到400mPa°s左右。這充分說明改性后納米CaC3與DOP介質的潤濕性能大為提高，減弱了粒子間的聚集傾向，從而減少納米CaC3顆粒在流場中的運動阻力，使粘度降低。同樣，ADDP―3優(yōu)于ADDP表3PVC溶融指數(shù)g/1min用量PVC的共混體系在熔融指數(shù)上均有大幅度提高，三種ADDP的差異不大。這表明ADDP使得共混體系的加工性能大為改善。這是由于表面改性使得改性后的納米CaC3降低了表面能，表面由親水性變?yōu)橛H油性，改善了CaC3與PVC間的界面，減少了DOP的用量，也有利于加工性能得到改善?！　【C上可知，ADDP―3的使用效果最好。這就說明，表面改性劑分子親水性螯合基團越多，與CaC3表面結合越好，表面改性效果也就越好?！　?.2疏水性碳鏈長度的影響將三種疏水性碳鏈長度不同的ADDP，按疏水基團碳鏈數(shù)從少到多依次編為ADDP從可知，這三種ADDP表面改性的CaC3，其吸油量較未改性CaC3有大幅度下降，隨著ADDP用量的增加，吸油量呈下降趨勢。其中以ADDP―5改性CaC3的吸油量下降最為明顯。　　從可知，三種ADDP改性使得DOP糊粘度從未改性的2500mPa°s降到600mPa°s以下。隨著ADDP用量增加，粘度降低的幅度增大。同表4 PVC熔融指數(shù)用量/從表4可知，經三種ADDP改性的CaCO3與PVC的共混體系在熔融指數(shù)上均有大幅度提高。但是，三種ADDP之間的差異并不明顯。　　從、、表4綜合可知，碳鏈長度對改性后CaC3的性質有很大的影響。ADDP定程度時，將使得ADDP的水溶性大為減弱。這樣，在水溶液中對納米CaC3進行濕法改性時，水溶性差的ADDP改性效果并不理想。因此，ADDP―6的應用效果反而比ADDP―5差一些?！　〈送?，影響CaC3與PVC共混體系加工性能的因素十分復雜，吸油量、改性劑疏水鏈與PVC的結合、CaC3與PVC的共混方式等都有影響。因此，熔融指數(shù)是受諸多因素影響的一個綜合指標?！　?結論表面改性劑ADDP應用于納米CaC3的表面改性，改變了其表面性能，親水性減弱，疏水性增強，改善了DOP對其表面的潤濕性能。經ADDP改性后的CaC3與PVC樹脂的相容性大為改善。此外，表面改性劑親水螯合基團越多，與CaC3表面螯合越好，表面改性效果也就越好；表面改性劑疏水基團對表面改性效果影響較大，疏水基團疏水性要適中。4主要