纳米碳酸钙改性聚乙烯膜对杨梅品质和生理的影响

纳米碳酸钙的接枝改性及其填充聚氯乙烯复合材料的性能张玲1*, 牛建华2，孙水升1（1.超细材料制备与应用教育部重点实验室，华东理工大学材料科学与工程学院，上海200237;（2.浙江华之杰塑料建材有限公司，浙江313200）摘要：利用表面原位接枝聚合在纳米碳酸钙颗粒表面引入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚丙烯酸丁酯（PBA）高分子链段，用共混法制备了nano- CaCO3/PVC 复合材料，研究了不同界面特性时CaCO3/PVC 复合材料的力学性能。

研究结果表明通过表面原位接枝聚合反应可以在纳米碳酸钙颗粒表面接枝PMMA和PBA；表面接枝聚合改性大大促进了纳米CaCO3粒子在PVC 基体中的分散行为，增加了复合材料的拉伸屈服强度以及与聚合物的界面粘接强度，但体系冲击强度有所下降。

关键词：聚氯乙烯，纳米碳酸钙，接枝聚合，性能中图分类号：TQ32 文献标识码：ADynamic Mechanical Properties and Interfacial Interaction of CaCO3Nanoparticle Reinfored PVC Composi tesZHANG Ling, NIU Jianhua, SUN Shuisheng(1.Key Laboratory of Ultrafine Materials of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, East ChinaUniversity of Science and technology，Shanghai 200237，China;(2.Zhejiang Huazhijie Plastic Building Material Co., Ltd. Zhejiang 313200, China)Abstract:Based on the modification of CaCO3 nanoparticles with PMMA or PBA, CaCO3/PVC nanocomposites were prepared via a melt blending method, in order to improve the interfacial adhesion between the matrix and inorganic particle. The microstructure and mechanical properties of CaCO3 nanoparticle filled PVC composites were investigated by FTIR, TG, SEM, etc. PMMA and PBA had been proved to be grafted onto the surface of CaCO3 particles by TG and FTIR. It was found that PVC nanocomposites filled with CaCO3 nanoparticles which grafted by PMMA had higher tensile strength and lower impact strength, which compared with that of PVC composites filled by sodium stearate treated or untreated SiO2 nanoparticles.Keyword: poly (vinyl chloride), nano-CaCO3 particles, grafted polymerization, properties基金项目：国家高科技研究发展计划(2006AA03Z358)，国家自然科学基金(20706015, 50703009)，上海市科技启明星计划(06QA14013, 07QA14014)，上海市基础研究重大项目(07DJ14001)，教育部博士点基金(20070251022)，上海市重点实验室专项(07DZ22016, 06DZ22008)，上海市科委纳米专项(0752nm010, 0652nm034)*联系人：张玲，E-maill: zlingzi@0引言聚氯乙烯（PVC）复合材料由于其低廉的价格、丰富的来源和优越的性能广泛应用于管材、型材、皮革等领域，已成为仅次于聚乙烯（PE）第二大通用塑料。

PVC行业中改行纳米碳酸钙的应用摘要：PVC行业的发展伴随了我国的发展初期，PVC技术也随着我国科技和经济的快速发展而逐渐发展成熟，并趋向产能升级阶段，产能已经达到千万吨。

但是社会的发展和环保意识苏醒，PVC行业作为高污染行业，政府也针对出台多项政策，规范其生产流程，促进PVC行业的绿色、低碳、可持续发展。

纳米碳酸钙是一种无机填充物，也是PVC行业中最常见的填充剂，它对PVC制品的性能有很好的提升作用，纳米碳酸钙在PVC行业中的应用已经有广泛的研究和应用。

本文针对纳米碳酸钙的表面处理技术和纳米碳酸钙在PVC行业中的应用进行探究。

关键词：PVC；纳米碳酸钙；应用塑料的填充改性历史悠久，PVC制品生产加工中最常用的填充剂就是纳米碳酸钙，塑料制品中填充纳米碳酸钙目的有两个：第一个目的就是为了增加PVC制品的产量，同时降低PVC制品的生产成本，提升产品的经济效益；第二个目的就是为了提升PVC制品的性能，在PVC制品中添加纳米碳酸钙可以提高PVC制品的尺寸稳定性、刚度和耐热性等。

但是，纳米碳酸钙的表面处理技术和纳米碳酸钙与PVC的复合技术对PVC制品的性能有很大影响。

在实际应用过程中，要注意碳酸钙的填充量和表面活性，来达到改善PVC制品性能的目的。

1.纳米碳酸钙的表面处理技术纳米碳酸钙拥有多种纳米效应，其中就包括表面效应、体积效应和量子尺寸效应等，也是因为拥有多种纳米效应，所以在多种行业中都有广泛的应用，例如橡胶行业、塑料制品行业、造纸行业等。

但是在将无机纳米碳酸钙应用到PVC行业中就出现了问题，因为二者具有不相容性，在一段时间内，纳米碳酸钙很难应用到PVC行业中。

但是随着科技的进步，科研人员通过纳米碳酸钙的表面进行改性，来改善二者的相容性，促进了纳米碳酸钙在PVC行业的应用，提升了PVC制品的性能。

纳米碳酸钙的表面改性方法可以通过物理或者化学方法进行，物理方法就是让改性剂吸附在纳米碳酸钙表面，形成一层包膜；化学方法是让改性剂在纳米碳酸钙表面发生反应，形成包膜。

改性膜处理用于杨梅果汁澄清除菌效果的研究何杰民1张拥军1*蒋家新1杨胜利2吕坚方2钱俊青2（1中国计量学院生命科学学院杭州3100182浙江工业大学药学院杭州310014）摘要目的：通过比较不同处理方式对杨梅果汁理化性质及微生物指标的影响，研究膜超滤技术对杨梅果汁的澄清、除菌效果。

方法：对不同处理杨梅果汁的理化性质及微生物指标进行检测，比较相关指标在不同温度下随贮存条件的变化情况。

结果：膜处理杨梅果汁的除菌效果与巴氏杀菌相同，但其澄清效果优于传统的离心后巴氏杀菌处理。

结论：膜处理是果汁生产中一种理想的澄清除菌方式。

关键词杨梅果汁；共混改性聚砜膜；巴氏杀菌；除菌；澄清文章编号1009-7848（2011）02-0136-05杨梅（Myrica rubra ）营养丰富[1]、酸甜可口，其果汁保持了杨梅特有的清新香气，深受消费者的喜爱。

然而杨梅果汁在加工和贮藏过程中易变色和沉淀，货架寿命较短，因此提高杨梅果汁色泽稳定性，澄清和防止沉淀是杨梅果汁生产的关键问题。

目前果汁工业化生产中普遍采用离心或硅藻土过滤结合巴氏杀菌法来保证果汁稳定性及其在微生物方面的安全，但会破坏营养成分（如维生素C ），同时使果汁发生非酶促褐变，产生臭味，产品质量下降[2]。

膜分离技术作为一种新型的除菌技术，具有无相变，无人工化学物质，工艺操作简便，能耗低等诸多优点；与传统热杀菌法相比，不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且可以最小程度地减少食品在营养、理化、感官上的变化[3-5]。

本文采用简捷的平板超滤膜系统，以共混改性聚砜膜处理果汁，并与离心、过滤加巴氏杀菌处理的果汁作对照，旨在为工业化生产提供理论依据。

1材料与方法1.1试验材料新鲜杨梅果汁，浙江海通食品集团；共混改性聚砜膜材料，浙江工业大学研制。

平板计数琼脂，生化试剂；葡萄糖、苯酚、硫酸、磷酸、草酸、抗坏血酸、硫酸铜、亚甲蓝、乙酸锌、冰乙酸、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、邻苯二氢钾、磷酸二氢钾、硼砂、亚铁氰化钾、2，4-二硝基苯肼、硫脲、考马氏亮蓝G-250等均为分析纯试剂。

第5卷第5期2006年10月 江南大学学报(自然科学版)Journal of Southern Yangtze U niversity(N atural Science Edition) Vol.5　No.5Oct.　2006　文章编号:1671-7147(2006)05-0573-03 收稿日期:2005-03-01;　修订日期:2005-05-09. 基金项目:国家自然科学基金项目(20571033). 作者简介:刘俊康(1964-),男,江苏苏州人,副教授,硕士生导师.主要从事精细化学品、改性塑料的研究.Email :Liujunkang22@纳米碳酸钙的改性及在硬聚氯乙烯中的应用刘俊康,　倪忠斌,　冯筱晴,　黄　智,　殷福珊(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122)摘　要:用新型磷酸酯表面活性剂(ADDP )改性纳米碳酸钙(CaCO 3),研究了CaCO 3的吸油率、糊黏度、接触角等性质;研究了在CaCO 3填充量不同时硬聚氯乙烯(PVC )的冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度.结果表明:CaCO 3改性后从亲水性变成亲油性;改性CaCO 3填充的PVC 塑料机械性能明显提高.关键词:新型磷酸酯表面活性剂;纳米碳酸钙;聚氯乙烯;表面改性中图分类号:TQ 325.3文献标识码:ASurface Modif ication of N ano ΟC aCO 3and Properties ofPVC/N ano ΟC aCO 3CompositeL IU J un Οkang ,　Ni Zho ng Οbin ,　FEN G Xiao Οqing ,　HUAN G Zhi ,　YIN Fu Οshan(School of Chemical and Material Engineering ,Southern Yangtyze University ,Wuxi 214122,China )Abstract :CaCO 3was modified by surfactant of ADDP and its properties of oil absorption ,viscosity of DOP paste and contact angle were measured.The impact strength ,tensile strength and breaking elongation of CaCO 3Οfilled PVC were also studied.The results showed that the surface properties of modified CaCO 3changed from hypophility to hypophobicity and the mechanical properties of PVC which had been filled by modified CaCO 3Οfilled improved remarkably.K ey w ords :ADDP ;nano ΟCaCO 3;PVC ;surface modification 纳米CaCO 3是一种优良的无机填料,在塑料[1Ο3]、橡胶[4]、涂料[5]等诸多工业领域应用前景广阔.但是,纳米CaCO 3的比表面积大,表面能高,易团聚;同时CaCO 3表面极性大,亲水性很强,与有机基体间亲和力弱,易造成界面缺陷,导致材料性能下降[6].因此,有必要对CaCO 3进行表面改性,以降低其表面势能,改善亲水疏油性,提高它在塑料中的分散能力以及与有机基体的亲和力.新型磷酸酯表面活性剂(ADDP )作为改性剂,其改性的纳米碳酸钙成功用作聚氯乙烯(PVC )软塑料[7Ο8]和聚丙烯(PP )塑料[9]的填充剂,文中研究了ADDP 对纳米CaCO 3的表面改性及改性碳酸钙在硬质PVC 塑料中的应用情况.1　材料与方法1.1　原料与仪器1.1.1　原料　ADDP ,实验室自制;未改性及硬脂酸改性纳米CaCO 3,原生粒子50nm ,广平化工实业有限公司生产;SG Ο3型PVC 树脂,市售.1.1.2　仪器　SHRΟ10A型Erma GΟ1接触角测量仪,日本岛津公司制造;高速混合机,张家港大江机械有限公司制造;LJ机械式拉力实验机,X JJΟ50型简支梁冲击实验机,均由承德实验机总厂制造;NDJ Ο79型旋转式黏度计,同济大学电机厂制造;50t平板硫化机,X(S)KΟ160B开放式炼塑机,均由上海轻工机械股份有限公司制造;JLΟ1166型激光光散射粒度分布仪,成都精新粉体测试设备有限公司制造;SXΟ40扫描电镜,日本日立公司制造.1.2　方法1.2.1　ADDP的合成　见文献[7].1.2.2　CaCO3的表面改性　将CaCO3加入60℃的水中,搅拌5min后加入计量的ADDP溶液,在60℃改性60min,过滤、烘干、160目过筛备用.1.2.3　团聚粒径　在水中加入适量纳米CaCO3样品,滴加适量质量分数为5%的壬基酚聚乙烯醚表面活性剂(OP)溶液,搅匀.用激光光散射粒径分布仪,超声分散1min,然后测量其粒径分布.1.2.4　吸油率　称取5.0g CaCO3样品,将其置于大理石板上,用滴定管将邻苯二甲酸二辛酯(DOP)逐滴加入,并不断地用调刀轻轻研磨,直至成团不黏附在大理石上的最小DOP用量.1.2.5　接触角　在压片机上以20M Pa的压力保持5min,将CaCO3粉末压成直径10mm的表面光滑的圆片,在接触角测量仪上测其与水的接触角. 1.2.6　黏度　将CaCO3与分散介质(DOP)以1∶2的质量比充分搅拌混合,用旋转式黏度计测其25℃时的黏度值.1.2.7　CaCO3填充PVC　CaCO3和PVC及助剂以一定比例在高速混合机中混合,在双辊混炼机上混炼10min,接着在平板硫化机上以15M Pa保压10min,然后保压冷却300s,在万能制样机上制样.用简支梁冲击实验机测样条的冲击性能,用机械式拉力实验机测样条的断裂伸长率和拉伸强度.1.2.8　拉伸性能的测定　按G B1040-92方法进行测定.2　结果与讨论2.1　改性C aCO3的性质变化观察到未改性CaCO3很快沉到水底,而经过ADDP改性的纳米CaCO3由于吸附了ADDP,表面极性降低,亲水性变差,能完全漂浮在水面上.经48h 活化率仍能达到100%,说明用ADDP湿法改性纳米碳酸钙均匀,且稳定.CaCO3的表面性质见表1.表1　C aCO3的表面性质T ab.1　The properties of modif ied C aCO3吸油率/(mL/kg)黏度/mPa・s与水接触角/(°)平均团聚粒径/μm 未改性CaCO3740240018 2.42 ADDP改性CaCO3310290940.89硬脂酸改性CaCO338049077 1.412.1.1　吸油率的变化　塑料中要添加增塑剂等助剂,如果CaCO3吸收助剂过多,就要增加生产成本.由表1可见,ADDP改性的CaCO3较未改性CaCO3吸油率降低50%以上.这就表明使用改性CaCO3可以降低生产成本,充分发挥助剂的效果.2.1.2　黏度的变化　黏度可表征体系的流动性和分散性.本体系的黏度主要取决于CaCO3和分散介质界面之间的作用力.由表1可见,未改性CaCO3黏度很大,说明它和DO P之间的相容性差,摩擦力大;改性后的CaCO3黏度显著降低,说明它和DOP 的相容性提高,摩擦力减小.ADDP改性CaCO3的黏度明显小于硬脂酸改性CaCO3.2.1.3　接触角的变化　接触角可以表征两种物质的界面性质.接触角越大,两者表面能相差越大,两者相容性也就越差.表1列出的改性前CaCO3和水的接触角很小,说明未改性碳酸钙亲水性好,表面能很大;改性后CaCO3和水的接触角变大,即极性变小,和水的相容性降低,和有机基质的相容性增大.ADDP改性CaCO3和水的接触角大于硬脂酸改性CaCO3.2.2　纳米C aCO3填充PVC性能2.2.1　冲击性能　图1是CaCO3填加量不同时PVC的冲击强度.可见,随着CaCO3填加量的增加PVC的冲击强度呈抛物线变化.CaCO3在质量分数为10%时PVC出现最大冲击强度值.这可从刚性粒子增韧机理[10]得到解释:由于纳米CaCO3粒径小,比表面积大,与基体树脂有较大的接触面积,与基体黏结比较牢固;同时,由于纳米CaCO3粒径小,对应力的传递和分散也越好,纳米CaCO3粒子的加入,必然起到应力集中点的作用.当材料受到外力冲击载荷时,这些应力集中点会导致粒子周围树脂发生剪切屈服,形成剪切带而吸收大量的形变能,所以这时体系的冲击强度提高.在CaCO3质量分数超过10%时,粒子发生团聚,不能很好地传递和分475 江南大学学报(自然科学版) 第5卷　散应力,引发体系产生的剪切带减少,导致冲击强度降低.图1　C aCO 3填加量不同时PVC 的冲击强度Fig.1　E ffects of C aCO 3on impact strength of thecomposites2.2.2　断裂伸长率　断裂伸长率可衡量塑料的韧性.CaCO 3填加量不同时PVC 塑料的断裂伸长率如图2所示.可见,在加入CaCO 3质量分数为10%时,PVC 的断裂伸长率比纯PVC 还大,说明纳米碳酸钙具有增韧作用,和文献[9]结论相似.随着碳酸钙填充量的增加,PVC 的连续结构被破坏,导致断裂伸长率下降;改性CaCO 3填充PVC 的断裂伸长率优于未改性的.图2　C aCO 3填加量不同时PV C 塑料断裂伸长率Fig.2　E ffects of C aCO 3on breaking elongation2.2.3　断裂强度　图3是CaCO 3填加量不同时PVC 的拉伸强度.纳米CaCO 3粒子分散在PVC 分子之间,增加了PVC 分子链间的距离,减少了分子间的作用力,大量的纳米刚性粒子促使分子链段较早地开始运动,降低了材料抵抗变形的能力,从而表现出随纳米CaCO 3用量的增加,体系拉伸强度下降.改性CaCO 3填充PVC 的拉伸强度略小于填加未改性CaCO 3的PVC 的拉伸强度.改性CaCO 3一定程度上起到增塑作用,所以拉伸强度稍微降低.这是与改性CaCO 3填充PVC 断裂伸长率大于未改性CaCO 3填充的PVC 相关联.图3　C aCO 3填加量不同时PV C 的拉伸强度Fig.3　E ffects of C aCO 3on tensile strength2.2.4　PVC/纳米CaCO 3复合材料拉伸断面电镜图不同改性CaCO 3填充PVC 的SEM 如图4所示.图4(a )是空白纳米CaCO 3填充PVC 体系的拉伸断面电镜照片.图4(b )和图4(c )是改性纳米CaCO 3填充PVC 体系的拉伸断面电镜照片.3张图对比可见,改性复合材料的拉伸断面与未改性复合材料的拉伸断面比较,形貌发生了很大变化.图4(a )中,拉伸断面的牵伸结构和拉丝几乎没有,纳米CaCO 3附聚粒子较多,呈现脆性断面.这是因为纳米CaCO 3粒径小、表面能高,和PVC 不相容,容易发生团聚,受到外力容易在界面处形成裂纹而破坏.图4(b )中,断面有较多的牵伸结构和拉丝,呈现塑性断裂的特征.纳米CaCO 3表面经ADDP 改性,极性降低,和PVC 相容性提高,结合力较强,因而在受到外界拉力时,界面处不易裂开,从而呈现韧性断裂.图4(c )中拉丝也不多,说明用硬脂酸改性的纳米碳酸钙在PVC 中增韧性不明显.图4　不同改性C aCO 3填充PV C 的SEM 图Fig.4　SEM photos of the PV C system f illed by different nano ΟC aCO 3(下转第580页)575　第5期刘俊康等:纳米碳酸钙的改性及在硬聚氯乙烯中的应用3　结　论Tween80/正丁醇/水微乳液体系有良好的热稳定性和耐盐性.微乳液中水的质量分数大于64%时可形成水包油(O/W)型微乳液.该微乳液对全A TRA有良好的增溶和缓释作用.参考文献:[1]崔正刚,殷福珊.微乳化技术及应用[M].北京:中国轻工业出版社,1999:75Ο79.[2]Kantaria S,Rees G D,Lawrence M J.G elatinΟstabilised microemulsionΟbased organogels:rheology and application iniontophoretic transdermal drug delivery[J].J Control Rel,1999,60:355Ο365.[3]Kemken J,Ziegler A,Muller B W.Investigations into the pharmacodynamic effects of dermally administeredmicroemulsions containing betaΟblockers[J].J Pharm Pharmacol,1991,43:679Ο684.[4]Seung Rim Hwang,SooΟJ eong Lim,J eongΟSook Park,et al.PhosphlipidΟbased microemulsion formulation of allΟtransΟretinoic acid for parenteral administration[J].Int J Pharm,2004,276:175Ο183.[5]GU MingΟyan,WAN G ZhengΟwu,CH EN WenΟjun,et al.Spontaneous vesicles f rom DCDAC and its mixture DCDAC/AO T systems and their capability of encap sulating A TRA[J].Chem J Int,2005,7(5):37Ο40.[6]沈钟,王果庭.胶体与表面化学[M].北京:化学工业出版社,1997:403Ο410.[7]Hoho,Hsiao C C,Sheu M T.Preparation of microemulsions using polyglycerin fatty acid ester sd surfactant for thedelivery of protein drug[J].J Pharm Sci,1996,85(2):138Ο143.[8]Schechter R S,Bourrel M.Microemulsions and Related Systems[M].New Y ork:Marcel Dekker,1998:160Ο185.[9]沈明,郭荣,陈昌平.CT AB/环已醇/甲苯/水体系的相行为和结构特征[J].扬州大学学报:自然科学版,2002,5(2):25Ο29.[10]沈明,刘天晴,郭荣.SDS/苯甲醇/H2O体系的相行为与结构[J].物理化学学报,1996,12(10):885Ο891.[11]Tokuoka Y,Uchigama H,Abe M,et al.Solubilization of some synthetic perf umes by anionic/nonionic mixed surfactantsystems[J].Langmuir,1995,11(3):725Ο729.[12]李方,李干佐,汪汉卿,等.荧光和动态光散射方法研究两性表面活性剂胶束的聚集和相互作用[J],高等学校化学学报,1998,19(7):1117Ο1120.(责任编辑:邢宝妹)(上接第575页)3　结　论1)ADDP能够显著改善CaCO3的表面性质,使其疏水亲油性提高,表面极性降低,表面能降低,在PVC中的分散性提高.2)经ADDP改性的CaCO3填充的PVC硬塑料,在一定范围内冲击强度显著提高,断裂伸长率有所提高,断裂强度降低很小.参考文献:[1]魏刚,黄锐,宋波,等.CPE包覆纳米CaCO3对PVC/纳米CaCO3复合材料结构与性能的影响[J].中国塑料,2003(4):35Ο38.[2]王志东,侯克伟,田爱娟,等.纳米CaCO3在PVC中应用的研究[J].中国氯碱,2003(11):20Ο22.[3]李睿馨.CaCO3填充U PVC的力学性能研究[J].中国氯碱,2002(6):10Ο11.[4]吴绍吟,练恩生,马文石,等.纳米碳酸钙填充NBR的研究[J].橡胶工业,2000(5):268Ο271.[5]伍丹.纳米碳酸钙在涂料中的应用研究[J].贵州化工,2004(6):5Ο11.[6]郑永军,刘崇义.复合偶联表面处理CaCO3的新工艺研究[J].辽宁化工,1999(9):284Ο286.[7]陈烨璞,刘俊康,高其君.ADDP改性碳酸钙及其在软PVC中的应用[J].中国塑料,2001(5):75Ο77.[8]刘俊康,陈烨璞,李德军,等.新型磷酸酯改性剂改性纳米碳酸钙及其在聚氯乙烯中的应用[J].江南大学学报:自然科学版,2002(1):69Ο72.[9]冯筱晴,刘俊康,钦大东,等.ADDP改性纳米碳酸钙及其在PP塑料中的应用[J].江南大学学报:自然科学版,2003(5):502Ο504.[10]田满红,郭少云.纳米CaCO3填充PVC复合材料的力学增强增韧研究[J].聚氯乙烯,2003(6):22Ο25.(责任编辑:邢宝妹) 085 江南大学学报(自然科学版) 第5卷　。

收稿日期:2003-03-24。

作者简介:周健,工学学士,副教授。

1982年毕业于江苏工业学院,长期从事高分子材料的教学与科研工作。

已公开发表高分子材料改性与加工论文7篇。

目前正承担江苏省教育厅高新技术产业化发展项目一项。

纳米级CaCO 3改性PP 的研制周健(江苏技术师范学院应用材料研究所,常州,213001) 摘要:采用纳米级CaCO 3改性PP ,同时考察了POE (乙烯辛烯共聚物)对该改性体系力学性能的影响。

结果表明采用纳米级CaCO 3和POE 改性PP 能明显提高PP 的力学性能,而且该复合材料在生产中具有实际应用价值。

关键词:聚丙烯　纳米粒子改性力学性能复合材料　碳酸钙 纳米粒子是平均粒径在纳米范围内的固体材料总称。

由于其平均粒径小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因此其性质不同于普通的颗粒材料,表现出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多普通材料不可能具有的性能。

利用纳米粒子分散于聚合物中,提高聚合物性能的研究日益活跃。

目前改性PP 聚丙烯被广泛用于汽车部件、建筑材料、家用电器等制造领域。

本课题采用纳米级CaCO 3、POE (乙烯辛烯共聚物)均匀分散于聚合物PP 中,得到综合力学性能较好的改性PP 。

1　试验部分111　基本原料 聚丙烯(PP ),F401,齐鲁石油化工公司;纳米CaCO 3,山西晋城兰花华明纳米材料有限公司;POE ,2001,美国Dow 化学公司;聚乙烯蜡,市售。

112　主要设备高速捏合机,SHG -10型,辽宁阜新轻工机械厂;单螺杆挤出机,S J -45型,上海挤出机厂;注塑机,BOL E125/80A -I 型,宁波双马机械厂;电子万能试验机,WD T -20D 型,长春第二试验机有限责任公司;支梁冲击试验机,MZ -2054型,江都市明珠实验机厂。

113　改性PP 标准试样的制备11311　改性PP 的制备 改性PP 的配方见表1。

按配方分别称量PP 、纳米CaCO 3、聚乙烯蜡,将称量好的PP 从加料口倒入高速捏合机,高速搅拌15～20min 。

纳米碳酸钙填充聚合物改性和应用纳米碳酸钙填充聚合物在纳米碳酸钙的使用过程中，不少采用常规共混复合方法制备的纳米粉体填充聚合物复合材料远远没有达到纳米分散水平，而只属于微观复合材料。

原因在于当填料粒径减小到纳米尺寸时，粒子的表面能如此之大，致使粒子间的自聚集作用非常显著，故采用现有的共混技术难以获得纳米尺度的均匀共混，并且现有的界面改性技术难以完全消除填料与聚合物基体间的界面张力，实现理想的界面粘接。

如果填料在聚合物基体中的分散达到纳米尺度，就有可能将无机填充物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性及介电性完美地结合起来，获得性能优异的聚合物基纳米基复合材料。

一、增强增韧机理纳米碳酸钙作为聚合物中的功能性填料，其对聚合物性能的影响因素主要是粒子大小、聚集状态和表面活性等方面。

纳米碳酸钙的粒子比普通碳酸钙更细微。

随着粒子的微细化，境料粒子表面原子数目的比例增大，使粒子表面的电子和晶体结构都发生变化，到了纳米级水平，填料粒子将成为有限个原子的集合体，使纳米材料具有一系列优良的理化性能。

最明显最有代表性的体现在比表面积和表面能的变化上，粒子愈小，单位质量的比表面能愈大，增大了填料与聚合物基质的接触面积，为形成物理缠结提供了保证。

根据无机刚性粒子在聚合物中的增韧理论，一个必要条件是分散粒子与树脂界面结合良好。

树脂受到外力作用时，刚性纳米级碳酸钙粒子引起基体树脂银纹化吸收能量，从而提高增韧效果。

从纳米碳酸钙的聚集状态看，有部分纳米粒子形成了链状结构，它属于一次结构。

这种结构越多，填料的结构化水平越高，与聚合物形成缠结的可能性越大。

另外填料的酸碱性也是其表面化学活性的一种反映，可影响胶料的硫化速度和物理性能。

由上述几个方面的分析可知，从无机填料的优化角度看，纳米碳酸钙确是一种优化材料，既具有因粒子微细和链状结构而生成的物理缠结作用，又具有由于表面活性而引起的化学结合作用，在聚合物填充中表现出良好的补强作用。

纳米碳酸钙在PVC生产中的应用GERKS纳米碳酸钙由于其体积效应,与普通碳酸钙相比,纳米碳酸钙具有优异的性能。

它在塑料、橡胶等高分子材料中具有补强作用,可提高产品的机械性能;或者在保证性能不变的条件下增加填料的用量,降低生产成本。

因此,纳米碳酸钙的制备以及在塑料、橡胶、油墨等领域中的应用成为国内的研究热点。

然而,由于纳米碳酸钙具有极高的表面过剩自由能和较强的表面极性,因此纳米碳酸钙在制备、贮存过程中极易发生团聚,致使纳米碳酸钙的团聚粒径(即实际使用时的粒径)明显升高。

这一问题成为困扰国内碳酸钙行业在纳米碳酸钙产品开发、生产和应用方面取得较大发展或突破的一个瓶颈。

1、材料与方法1. 1 试剂活性（改性）纳米碳酸钙(G-101);聚氯乙烯(PVC)树脂,一级品;轻质活性碳酸钙,质量分数为96.5%;三盐基硫酸铅、二盐基硫酸铅,优等品;氯化聚乙烯(CPE),工业级;氧化聚乙烯蜡(OPE),工业级;硬脂酸(HST),工业级;丙烯酸酯类系列改性剂(ACRO401),一等品;钛白粉AO105(TiO2) ,工业级。

1. 2 仪器SKO160B型开放式炼塑机;高速捏和机;注塑机;单螺杆挤出机;双螺杆挤出机;特型混合机;JLO1166型激光光散射粒度分布测试仪;HO7000型透射电子显微镜。

1. 3 贮存稳定性测试将生产入库的活性纳米碳酸钙产品取样，对其入库前及入库一定时间后的团聚粒径进行测量。

1. 2. 2 硬质PVC的机械性能测试硬质PVC的拉伸屈服强度和断裂伸长率根据GB1040-92测定;冲击强度根据GB1043-93测定.将活性纳米CaCO3和市售的轻质活性CaCO3分别添加到PVC树脂中,再分别加入相同的其他助剂,经过热混、冷混、拉片、注塑等工艺制成样片。

硬质PVC样片的实验配方为:以加入的PVC质量为基准,三盐基硫酸铅质量分数2%,二盐基硫酸铅质量分数1%,CPE质量分数7%,OPE质量分数0.3%,ACR质量分数1.5%,TiO2质量分数1%,HST质量分数0.3%.纳米碳酸钙(平均团聚粒径400nm)和轻质活性CaCO3(平均团聚粒径1.78μm)的质量分数在5%～50%范围内。

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着现代科技的快速发展，建筑材料行业面临着前所未有的挑战与机遇。

纳米碳酸钙作为一种新型的功能性填料，其优异的物理化学性质使其在建筑领域的应用越来越广泛。

本文将针对纳米碳酸钙的改性技术及其在超高强水泥基材料中的应用进行试验研究，旨在提升材料的综合性能。

二、纳米碳酸钙的改性1. 改性原理纳米碳酸钙的改性主要从表面改性入手，通过物理或化学的方法改变其表面性质，提高其与基体的相容性。

常用的改性方法包括表面包覆、表面接枝等。

这些方法可以有效地改善纳米碳酸钙的分散性、亲水性以及与基体的相互作用力。

2. 改性过程(1) 选择合适的改性剂，如偶联剂、表面活性剂等；(2) 将改性剂与纳米碳酸钙混合，进行表面处理；(3) 通过研磨、搅拌等手段使改性剂与纳米碳酸钙充分反应；(4) 对改性后的纳米碳酸钙进行干燥、筛选等后续处理。

三、超高强水泥基材料的制备与性能试验1. 原材料选择选用优质的水泥、骨料、添加剂等原材料，其中纳米碳酸钙作为功能性填料加入到基体中。

2. 配合比设计根据试验需求，设计不同的配合比，探究纳米碳酸钙的掺量对材料性能的影响。

同时，设置对照组，以评估改性前后纳米碳酸钙对材料性能的改善程度。

3. 制备工艺按照配合比将原材料混合均匀，然后进行搅拌、浇注、养护等工艺流程。

在制备过程中，要注意控制温度、湿度等条件，以保证材料的性能稳定。

4. 性能测试对制备得到的超高强水泥基材料进行性能测试，包括抗压强度、抗折强度、耐磨性、耐候性等指标。

通过对比不同配合比下的材料性能，分析纳米碳酸钙的掺量对材料性能的影响规律。

四、试验结果与分析1. 改性效果评价通过对比改性前后的纳米碳酸钙在基体中的分散性、亲水性以及与基体的相互作用力等指标，评价改性效果。

结果表明，经过改性的纳米碳酸钙在基体中的分散性得到显著改善，亲水性增强，与基体的相互作用力提高。

2. 材料性能分析通过对不同配合比下的超高强水泥基材料进行性能测试，发现纳米碳酸钙的掺量对材料性能具有显著影响。

表面聚合改性纳米碳酸钙增韧pvc的研究近年来，纳米碳酸钙（CaCO3）的应用不断发展，尤其是在塑料行业中。

然而，纳米碳酸钙与聚氯乙烯（PVC）的相容性很差，因此在添加纳米碳酸钙进行改性时，会降低塑料性能。

因此，本研究的目的是发展一种新的方法，充分利用纳米碳酸钙的性能，使之与PVC相容，以增强PVC的性能。

为了改善纳米碳酸钙与PVC的相容性，我们利用表面聚合技术，将纳米碳酸钙表面的功能基团与聚氯乙烯反应，以增强其相容性。

实验表明，与未经修饰的纳米碳酸钙相比，表面聚合改性后的纳米碳酸钙与PVC的相容性有很大改善。

此外，实验还表明，经表面聚合改性的纳米碳酸钙对PVC产品的强度和韧性有一定的提高，表现在改善了材料的抗弯性能和抗压性能。

本研究对纳米碳酸钙与PVC的改性具有重大意义。

首先，研究发现，表面聚合技术可以有效改善纳米碳酸钙与PVC的相容性，从而提高PVC的性能。

其次，表面聚合技术比传统方法可靠、环境友好、适用于大规模生产。

最后，本研究的结果还可以为今后的纳米碳酸钙与PVC相关的研究提供参考。

总之，本研究表明，表面聚合改性纳米碳酸钙可有效增强PVC材料的韧性，从而提高其塑料性能。

未来研究方向将可能集中在在不同应用领域中进一步探索和验证表面聚合改性纳米碳酸钙的高性能塑
料材料的可能性。

综上所述，本研究表明表面聚合改性纳米碳酸钙具有很好的增韧
PVC性能，因此可用于制备高性能塑料材料。

研究结果为后续工作提供了建设性指导，研究成果将有助于深入研究PVC的性能改性和应用。