新型磁性材料的制备与性能测试

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一种聚氯乙烯材料的制备加工与性能测试

作者：李源纯 汪宇浩

来源：《科技视界》2015年第31期

【摘 要】本文主要根据聚氯乙烯（PVC）材料的工业生产微型化实验研究硬质及软质PVC棒材的制造与成型加工以及力学性能测试。通过向基体树脂PVC中加入不同含量的DOP来改变材料的力学特性，在万能材料试验机上进行力学性能的测试，得出了不同DOP含量对于PVC材料力学特性（如弹性模量，拉伸强度，断裂伸长率）的影响规律。

【关键词】微型实验；聚氯乙烯；合成；成型加工；力学性能测试

0 前言

PVC是由氯乙烯单体经过加成聚合反应制得的热塑性树脂，目前是五大通用树脂之一。PVC树脂价格低廉，不易燃，综合性能优异，用它可以制成薄膜，硬管，纤维，人造革，它也是塑料建材的主要原料。PVC树脂可以被制成软质或硬质制品。制品的“软”“硬”很大程度上决定于成型配方中增塑剂的含量。增塑剂是一种加入到材料中以改进它们的加工性、可塑性、拉伸性但不会改变被增塑材料基本化学性质的物质。加入增塑剂，可以降低PVC 分子链间的作用力，使PVC 塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，提高树脂的可塑性和耐低温性能。增塑剂改性PVC 主要作用有两点： 一是降低PVC 的熔融温度和熔体黏度，从而降低其加工温度，二是赋予PVC 制品以柔软性、弹性和耐低温性能。增塑剂按其作用原理和作用方式， 可分为内增塑剂和外增塑剂两种[1]。PVC的增塑机理主要有两种[2]，一种是体积效应，主要是对非极性增塑剂而言，其作用机理是将非极性增塑剂的分子插入树脂的分子链中间，增大分子间的距离，从而削弱分子间的作用力，降低熔体黏度，增加分子链的柔顺性。此类增塑剂的加入量越多，其体积效应越大。另一种是屏蔽效应，主要是针对极性增塑剂而言，其作用机理是用极性增塑剂与极性聚合物之间的相互作用代替了聚合物之间的极性引力，从而削弱了分子间的作用力，降低熔体黏度[3]。邻苯二甲酸二辛酯（DOP）是PVC塑料制品不可缺少的主要增塑剂，它与树脂相容性好，耐各类溶剂，萃取性优良，在聚氯乙烯产品的配方组成中稳定性好。因此了解增塑剂的用量对PVC材料硬度的影响和变化规律对工业生产有重要意义。

实验报告

一．实验名称：磁性材料性能测试实验

二．实验原理简述

如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z轴作微小振动，放在附近的一个

小线圈（轴向与Z轴平行）将产生感应电压：kmftfCmA2sin2

g，其中，C为耦

合常数，取决于线圈的结构，m为样品的磁矩，A为振幅，f为振动频率。原则上，可以通

过计算确定出v

g和m之间的关系k，从而由测量的电压得到样品的磁矩。但这种计算很复

杂，几乎是不可能进行的。实际上是通过实验的方法确定比例系数k，即通过测量已知磁矩

为m的样品的电压v

g，得到

mv

gk，这一过程称为定标。定标过程中标样的具体参数（磁

矩、体积、形状和位置等）越接近待测样品的情况，定标越准确。

VSM测量采用开路方法，样品放置的位置对测量的灵敏度有影响。假设线圈和样品按

图1放置，沿x方向离开中心位置，感应信号变大；沿y和z方向离开中心位置，感应信号

变小。中心位置是x方向的极小值和y、z方向的极大值，是对位置最不敏感的区域，称为鞍点。测量时，样品应放置在鞍点，这样可以使样品具有有限体积而引起的误差最小。

基本的VSM由磁体及电源、振动头及驱动电源、探测线圈、锁相放大器和测量磁场用

的霍耳磁强计等几部分组成，在此基础上还可以增加高温和低温系统，实现变温测量。

振动头用来使样品产生微小振动，振动频率应尽量避开50Hz及其整数倍，以避免产生干扰。为了使振动稳定，还要采取稳幅措施。驱动方式有机械驱动、电磁驱动和静电驱动几

种。

磁体有超导磁体、电磁铁和亥姆赫兹线圈等几种。前两种能产生很强的磁场，用来测量

高矫顽力的永磁材料。亥姆赫兹线圈产生的磁场很小，但磁场的灵敏度很高，适于测量软磁

材料。磁矩m的测量由探测线圈和锁相放大器组成，锁相放大器有很高的放大倍数，保证

了VSM有较高的灵敏度。磁场的测量采用霍耳磁强计。将m和H信号送给计算机，由计算

机进行数据的处理，并对测量过程进行自动化控制。

软磁材料经常与线圈组成电感器件，如变压器、磁头等，材料内磁通以一定频率快速变

科研开发化工科技,２０１７,２５(６):２７~３２SCIENCE&TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY

∗基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(A０５０４０９);南华大学２０１６年核资源与环境大学生创新训练中心创新实验项目.作者简介:龙　威(１９８３Ｇ),男,湖南湘潭人,南华大学实验师,博士,主要从事新型功能材料与放射化学方面的研究.收稿日期:２０１７Ｇ０７Ｇ１６新型磁性纳米功能材料Fe３O４＠gＧC３N４

的制备及其吸附铀的性能研究∗

龙　威１,２,李紫艳１,符志鹏１,祖　秀１,唐　凯１,杨星月１(１．南华大学化学化工学院,湖南衡阳４２１００１;２．南华大学期刊社,湖南衡阳４２１００１)

摘　要:利用沉积还原法制备了一种新型磁性功能纳米吸附材料Fe３O４＠gＧC３N４并应用于铀的吸附性实验中,获得了较好的吸附性能评价.表征方法表明,材料gＧC３N４包裹在磁性Fe３O４纳米粒子的外部,其吸附材料物理组织结构得到提升,吸附铀的性能较好.吸附实验表明,在质量浓度为１４０mg/L

的铀标准溶液中,最佳的pH值为１０,最佳的吸附剂投入量为６．５mg,最佳吸附时间为１５０min,最大吸

附量可达３５２．１mg/g,最佳吸附率可达到９０％以上.关键词:Fe３O４＠gＧC３N４;含铀废水;吸附;纳米功能材料

中图分类号:TL９４;O６１４．８ 文献标识码:A 文章编号:１００８Ｇ０５１１(２０１７)０６Ｇ００２７Ｇ０６

DOI:１０．１６６６４/j．cnki．issn１００８Ｇ０５１１．２０１７０９０７．００１ 网络出版时间:２０１７Ｇ０９Ｇ０７　１４:１３:４６

网络出版地址:http://kns．cnki．net/kcms/detail/２２．１２６８．tq．２０１７０９０７．１４１３．００２．html

随着核技术的发展和核能的利用,作为自然

界最普遍的不可再生的清洁能源核燃料铀(UraＧ

nium),已经成为了世界上最重要的战略资源之

高性能各向异性Ｓｍ２Ｃｏ。７纳米永磁材料的制备与表征　

刘荣明，邹科，刘超超，刘冬，　

（国家磁性材料工程技术研究中心，　贾立颖，姜娟，王倩，滕阳民，李炳山　

北矿磁材科技股份有限公司，北京１０２６００）　

摘要：利用表面活性剂辅助高能球磨（ＳＡ．ＨＥＢＭ）分别制备了高性能的各向异性Ｓｍ２Ｃｏ１７纳米永磁粉末　

材料，然后对球磨产物进行超声波分散清洗。利用高速离心技术进行纳米颗粒分级，获得颗粒尺寸分布狭窄的　

纳米永磁颗粒，对所得粉末进行适当的快速热处理。分别采用扫描电镜、ｘ射线衍射和振动样品磁强计分析、　

测试样品的显微形貌、相结构和室温磁性能。结果表明，粉末的厚度在８０　ｎｌＴｌ左右，长度为亚微米级，具有高　

比表面积、强形状各向异性与磁各向异性；经过磁场取向后，Ｓｍ２Ｃｏ１７的易磁化轴和难磁化轴方向的室温矫顽力　

分别达到６１２．９　ｋＡ／ｍ（７．７　ｋＯｅ）和２７８．６　ｋＡ／ｍ（３．５　ｋＯｅ）；表面活性剂在球磨过程中起到了重要作用。　

关键词：　Ｓｍ２Ｃｏ１　７纳米永磁；粉末表面活性剂辅助高能球磨；表面活性剂；各向异性；矫顽力　

中图分类号：ＴＭ２７３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１．３８３０（２０１５）０３　００２９．０３　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　

ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　Ｓｍ２ＣＯｌ７　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

ＬＩＵ　Ｒｏｎｇ－ｍｉｎｇ，ＺＯＵ　Ｋｅ，ＬＩＵ　Ｃｈａｏ－ｃｈａｏ，ＬＩＵ　Ｄｏｎｇ　ＪＩＡ　Ｌｉ－ｙｉｎｇ，ＪＩＡＮＧ　Ｊｕａｎ，　

ＷＡＮＧ　Ｑｉａｎ，ＴＥＮＧ　Ｙａｎｇ—ｍｉｎ，ＬＩ　Ｂｉｎｇ—ｓｈａｎ　

Ｓｔａｔｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒｆｏ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＢＧＲＩＭＭＭａｇｎｅｔｉｃ