纳米SiO2与PVC的共混改性

复旦大学碾士学位论文１．４．６复合材料中纳米二氧化硅的形貌表征图１—１１和１－１２是纳米二氧化硅ＳＰｌ和Ａ２００分散在丙烯酸树脂中的透射电镜照片。

与纳米二氧化硅在醋酸丁酯中的分散性一样，用ＭＡＰＴＳ改性的二氧化硅相对未改性的二氧化硅来说，具有较好的分散性，这点对于ＳＰｌ来说尤为明显（见图１—１ｌａ和１．１ｌｂ）。

另外，通过原位聚合制备的纳米复合材料中，二氧化硅的分散性优于通过共混法制各的（见图１－ｌｌｂ和】．１ｌｃ），这是由于改性的二氧化硅中含有可与丙烯酸酯单体反应的基团，在原位聚合中，与丙烯酸酯链段有较强作用，有利其分散。

然而这些对于纳米二氧化硅Ａ２００来说都不是那么明显（见图１－１２），无论是否改性，无论使用原位或者共混得方法，对于Ａ２００在丙烯酸树脂中的分散性没有很大影响。

这可能是纳米二氧化硅Ａ２００相对ＳＰｌ而言，本身就具有较小的比表面积以及较低的羟基含量，使其在丙烯酸树脂中具有比较好的分散性，所以通过ＭＡＰＴＳ对其改性，欲使其更易分散并没有在Ａ２００中体现出来。

（ａ）复旦大学硕士学位论文（ｃ）图１－ｌｌ含有ＳＰｌ的复合涂层的ＴＥＭ照片（ａ）含有共混的未改性的二氧化硅（ｂ）含有共混的改性的二氧化硅（ｃ）含有原位生成改性的二氧化硅Ｆｉｇｕｒｅ１－１１ＴＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＳＰＩｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ【ａ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ·ｓｉｌｉｃａａｎｄ（ｃ）ｉｎ—ｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ（ａ）（ｂ）复旦大学硕士学位论文（ｃ）图１－１２含有Ａ２００的复合涂层的ＴＥＭ照片（ａ）含有共混的未改性的二氧化硅（ｂ）含有共混的改性的二氧化硅（ｃ）古有原位生成改性的二氧化硅Ｆｉｇｕｒｅ１－１２ＴＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＡ２００ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ（ａ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｒｉａｎｏ－ｓｉｌｉｃａａｎｄ（ｃ）ｉｎ－ｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ．ｓｉｌｉｃａ１．４．７改性对复合树脂Ｔｇ的影响图１．１３至图１．１５为纳米复合树脂的ＤＭＡ损耗曲线。

PVC/超细二氧化硅复合材料的制备及其性能研究超细SiO2因其粘合力强、比表面积大、分散性好、光学性能和机械性能优良，广泛应用于催化剂载体、高分子复合材料、电子封装材料、精密陶瓷材料、橡胶等诸多行业的产品中。

由于超细二氧化硅与PVC结构相差甚远，很难将其均匀分散在PVC中，需要对二氧化硅进行表面改性。

本实验采用的改性剂硅烷偶联剂遇水极易分解，若将其直接滴加在水溶性二氧化硅溶胶中，实验很难成功。

因此，作者首先用BS-12将二氧化硅从水溶胶中沉淀出来，然后与无水乙醇共混进行常压蒸馏将大量的水带出，再加入硅烷偶联剂进行改性，使二氧化硅表面接枝上大分子支链。

然后利用常规聚合物共混加工手段，将改性后的超细微粒填充入聚合物中，使PVC的性能得到了改善。

1 实验1.1 主要材料纳米SiO2溶胶，安徽科纳新材料有限公司； KH-560硅烷偶联剂，南京大学应化所； PVC，SG5型，葫芦岛锦化聚氯乙烯有限公司； ACR，201型，山东莱芜市合成化工厂； 超细碳酸钙，工业级，江西永平永发轻钙厂； 三盐基硫酸铅、环氧大豆油、BS-12、聚乙烯醇，均为工业纯，市售。

1.2 仪器及设备转矩流变仪，XSS-300，上海轻工机械公司；开炼机，XK-160，南京橡塑机械厂；平板硫化机，QLB350×350×2，无锡市第一橡塑机械厂；万能实验机；RGT-30A，深圳市瑞格尔仪器有限公司；冲击试验机，JB6，吴忠材料实验机厂；扫描电镜，JSM-5610LV。

1.3 纳米二氧化硅的表面处理在250 mL三口瓶中，加入100 g纳米SiO2溶液，搅拌。

将适量的聚乙烯醇和BS-12缓慢滴加入纳米SiO2溶液中，使溶液变成膏状。

加入50 g无水乙醇，强烈搅拌0.5 h，调低转速，加热到液体共沸温度83℃开始常压蒸馏，待体系变粘稠时，停止加热，冷却至室温。

重复以上操作三次，再加入50 g乙醇，强烈搅拌后，滴加1.5 g KH-560，在70℃以下反应2 h，蒸馏，将所得粉体在50℃下真空干燥，研磨。

亲水性和疏水性聚合物对纳米SiO2的表面改性,无机化学论文 近年来,随着纳米技术的不断发展,纳米材料在传感、生物医学、成像和药物输送等方面有广泛的应用。

而纳米SiO2是目前应用最广泛的无机非金属纳米材料之一。

纳米SiO2表面存在不同键合的羟基,主要有三种形式:(1)孤立硅羟基 (Isolated silanols);(2)连生缔合硅羟基 (Vicinal　silanols);(3)双生硅羟基(Geminal silanols)。

这些基团具有强烈的吸水性,极易发生团聚。

同时纳米SiO2粒子比表面积大、表面能高、处于热力学非稳定状态,因而具有较高的反应活性,所以在有机相中难以润湿和均匀分散,因此限制了纳米SiO2的实际应用。

为解决纳米SiO2的分散性和与聚合物、有机介质的相容性问题,必须对其表面进行改性。

纳米SiO2表面改性的方法主要有两种:(1)表面物理改性,即通过吸附、涂覆、包覆等物理作用对纳米SiO2进行表面改性;(2)表面化学改性,即通过纳米SiO2表面的羟基与改性剂之间进行化学反应,改变纳米SiO2的表面结构和状态来达到改性的目的,主要有三种方法———酯化法、偶联剂法和表面接枝聚合法。

通过不同的表面化学改性方法合成SiO2/聚合物复合材料,这类复合材料将无机纳米SiO2的光学、电学、力学性能和热稳定性能等与聚合物的易成膜、化学活性和加工性等优异性能结合起来,为新材料的发展提供了一种新途径,所以是材料领域中一个备受关注的研究课题。

本文综述了近几年亲水性、疏水性和两亲性聚合物对纳米SiO2的表面化学改性以及获得的研究进展。

纳米SiO2表面因含有大量未形成氢键的孤立、双生硅羟基,这也就为聚合物对其改性提供了改性条件。

根据分子结构和极性,可将改性聚合物分为三类:(1)亲水性聚合物,如聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(POEM)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚丙烯酰胺(PAM)等;(2)疏水性聚合物,如聚苯乙烯(PSt)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等;(3)两亲性聚合物,如含有季铵基的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯即P(DMAEMA-Q)、聚(偏二氟乙烯-共聚-三氟氯乙烯)接枝聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)即P(VDF-co-CTFE)-g-P(SSA-co-MPS)和聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PSt-PGMA)等。

聚乙烯改性研究进展刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【摘要】聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等.但聚乙烯的非极性和低刚性限制了其在某些领域的应用.综述了聚乙烯的化学改性、物理改性和改性新技术的新进展.化学改性包括接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性;物理改性包括增强改性、共混改性、填充改性;并介绍了各种改性对聚乙烯性能的影响.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】6页(P31-36)【关键词】聚乙烯;化学改性;物理改性;进展【作者】刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【作者单位】武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TB3240 引言聚乙烯(PE)质优、价廉、易得，且用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料.随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4.但聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差.采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘结性、生物相容性等性质.1 化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法.其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其它链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘结性能等.1.1 接枝改性接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到 PE主链上的一种改性方法.接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能.常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等[1].接枝改性的方法主要有溶液法[2]、固相法[3]、熔融法[4]、辐射接枝法[5]、光接枝法[6]等.程为庄等[2]以过氧化苯甲酰为引发剂，二甲苯为溶剂，进行了丙烯酸与低密度聚乙烯(LDPE)的溶液接枝聚合.聚乙烯接枝了丙烯酸后与铝的粘结强度显著增大，当接枝率为7.2%时，剥离强度由未接枝时的193 N/m提高到984 N/m.唐进伟等[3]利用固相法在线性低密度聚乙烯(LLDPE)上接枝MA，得到了接枝率为1%～2.4%，凝胶含量小于4%的 LLDPE-g-MA.于逢源等[4]采用多组分单体熔融接枝法，以甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯作为接枝单体，对LDPE进行熔融接枝改性，获得了接枝率为3%的改性低密度聚乙烯.鲁建民等[5]研究了粉末态高密度聚乙烯的辐射效应、与多种单体的固态辐射接枝行为及其表征，并将其应用于聚乙烯粉末涂料，其附着力和柔韧性得到显著改善. Elkholdi等[6]采用光接枝的方法将AA接枝到聚乙烯上，改性后的PE薄膜具有良好的粘结性.1.2 共聚改性共聚改性是指通过共聚反应将其它大分子链或官能团引入到PE分子链中，从而改变PE的基本性能.通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用[7].Ghosh等[8]采用接枝共聚的方法将少量的丙烯酸单体共聚物接枝到PE上，与原始的PE相比，改性后的PE具有较高的熔体粘度和较低的熔体流动指数.1.3 交联改性交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力.由此极大地改善了诸如热变形、耐磨性、粘性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能[9].聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联[10]、硅烷接枝交联、紫外光交联[11].1.3.1 过氧化物交联过氧化物交联适用性强、交联制品的性能好，在工业中得到广泛的应用[12].刘新民等[13]研究了过氧化物交联PE的工艺与力学性能.过氧化物交联PE的力学性能有一定的提高，随着过氧化二异丙苯含量的增加，交联PE的凝胶含量提高；交联PE的拉伸强度随PE的凝胶含量增加而提高，断裂伸长率下降.同时，炭黑对复合材料有一定的补强作用，氧化锌的加入有助于交联反应和拉伸强度的提高.1.3.2 辐射交联应用辐射新技术，将聚合物置于辐射场中，在高能射线(γ射线、电子束以及中子束等)的作用下，可以在固态聚合物中形成多种活性粒子，引发一系列的化学反应，在聚合物内部形成交联的三维网络结构，使聚合物的诸多性能得到改善[14].王亚珍等[15]采用辐射交联制备的LDPE/EVA混合体系泡沫片材具有表观光滑、柔软、手感好、表观密度较小的特点，复合材料具有优异的力学性能，较高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度.1.3.3 硅烷接枝交联硅烷接枝交联聚乙烯主要包括接枝和交联两个过程.在接枝过程中，乙烯基硅烷接枝于聚乙烯大分子链上生成接枝聚合物，在交联过程中，接枝聚合物先水解成硅醇，—OH与邻近的Si—O—H基团缩合形成Si—O—H键，从而使聚乙烯的大分子之间产生交联.张建耀等[16]研究了高密度聚乙烯(HDPE)、LLDPE及其共混物的乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)接枝交联产物的分子结构、熔融行为.研究发现VTEOS接枝交联PE 能力为：LLDPE>HDPE/LLDPE共混物>HDPE；接枝交联使HDPE、LLDPE及其共混物的结晶度和熔点降低，晶粒变得不均匀.1.3.4 紫外光交联紫外光交联是近年来才开始实现工业应用的新交联方法，通过加入聚乙烯基料中的光引发剂和光交联剂吸收紫外光后发生一系列的光物理和光化学反应而产生的大分子自由基进行迅速复合生成三维网状的交联结构.Wu等[17]用紫外光辐射的方法将C—O、C—OH和C=O等含氧基团引入LLDPE的分子链上.结果表明：辐射后LLDPE的分子量变小，和LLDPE相比，其熔体流动指数、拉伸强度和断裂伸长率都有所降低，但仍保持良好的韧性，且亲水性增强.1.4 氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性. 氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料，属于高性能橡胶品种.其结构饱和，无发色基团存在，涂膜的抗氧性、耐候性和保色性能优异，且耐酸碱和化学药品的腐蚀，已广泛应用于石油、化工等行业[18].1.5 等离子体改性处理等离子体是由部分电离的导电气体组成，其中包括电子、正离子、负离子，基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子[19].在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面，使材料表面分子的化学键被打开，并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团，由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等[20-21].Ataeefard等[22]用Ar、O2、N2、CO2气态等离子体处理LDPE表面，结果表明在低气压时O2、Ar、N2、CO2气态等离子体可改善LDPE薄膜的润湿性，其接触角的减小主要与放电量和曝光时间有关；LDPE的表面形貌与等离子体放电量、曝光时间和采用不同类型的气体有关，用Ar、N2气态等离子体处理LDPE效果更佳.2 物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法.常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性.2.1 增强改性增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性.加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等.自增强改性也属于增强改性的一种.2.1.1 自增强改性所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题[23].张慧萍等[24]采用超高分子量聚乙烯(UHMPE)纤维分别增强高密度聚乙烯(HDPE)和LDPE基体，研究发现UHMPE纤维与LDPE基体在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度，而以HDPE为基材时力学性能相对较差.2.1.2 纤维增强改性纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用，而界面问题是纤维增强聚合物基复合材料研究中的主要问题. 张宁等[25]采用经 KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备了PE/LGF复合材料.研究发现LGF的为30%(质量)、长度约为35 mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5 MPa和52 kJ/m；LGF在PE基体中呈现三维交叉结构，这种结构和 KH-550的加入改善了复合材料的力学性能.2.1.3 晶须改性经典的载荷传递机理认为，聚合物/晶须复合材料受到外力时，应力可以通过界面层由基体传递给晶须，晶须承受部分应力，使基体所受应力得以分散.晶须增韧聚合物来源于两方面的贡献，其一是晶须导致基体局部应力状态改变，其二是晶须对基体结晶行为产生影响[26].潘宝风等[27]的研究表明硅钙镁晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的拉伸力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能.晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘结，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高.2.1.4 纳米粒子增强改性少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用.郜华萍等[28] 将表面处理过的纳米SiO2粒子填充m-LLDPE/LDPE发现复合材料力学性能达到最佳值的纳米粒子填充量为2%，与纯m-LLDPE/LDPE相比，拉伸强度、断裂伸长率分别提升了l3.7 MPa和174.9%.力学性能的显著提高归因于SiO2纳米粒子均匀分散于基材中，与基材形成牢固的界面结合.Qian等[29]研究了HDPE/纳米SiO2的非等温结晶行为，发现复合材料的结晶速率高于纯HDPE，结晶活化能由纯HDPE的166.3 kJ/mol，提高到206.2、251.1和266.0 kJ/mol(填充质量分数分别为1%、3%和5%).2.2 共混改性共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘结性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能.共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混.2.2.1 PE系列的共混改性单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过共混改性技术可以获得性能优良的PE材料.林群球等[30]通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等主助剂造成力学性能急剧降低的问题.汤亚明[31]对LLDPE与HDPE的共混改性进行了研究，结果表明共混后可以提高产品的抗冲击强度和综合性能.2.2.2 PE与弹性体的共混改性弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE.王新鹏等[32]采用熔融共混法制备了LDPE/聚烯烃弹性体(POE)共混物，研究发现POE的含量显著影响着LDPE的结晶行为.随着POE用量的增加，LDPE的结晶度稍有减小，结晶的完善性和均一性变差，晶粒变小，LDPE在结晶过程中出现了二次结晶；随着LDPE含量的增加，POE的结晶度逐渐减小.当POE含量为30%时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa.2.2.3 PE与塑料的共混改性聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能.但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能[33].周松等[34]研究了PP对HDPE性能的影响，随着PP用量增加，复合体系的熔体流动速率提高，冲击强度下降.三元乙丙共聚物可作为相容剂，改善HDPE-PP间的相容性，研究发现HDPE/PP/EPDM(77/23/8)共混体系的综合性能最优，拉伸强度和冲击强度都得到提高.杜强国等[35]研究发现少量LLDPE的加入对PBT有一定程度的增韧作用，此时分散相的粒径很小，随着LLDPE量的增加，分散相粒径的尺寸显著增大，缺口冲击强度急剧下降.LLDPE-g-MA能明显改善了LLDPE与PBT的界面粘结，共混物冲击强度随着LLDPE接枝率的提高而提高.杜芹等[36]利用微层共挤方法制备了具有层状交替结构的HDPE/PA6共混物，共混物中引入少量HDPE-g-MA时，化学反应在界面进行，与海岛结构的共混物界面面积相比，层状共混物的界面接触面积小，界面化学反应相对较弱，但层状共混物的屈服强度和断裂伸长率有大幅度提高，层状结构对HDPE和PA6的结晶行为影响很小.王娜等[37]用熔融共混法制备出HDPE/聚苯乙烯(PS)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料.随着OMMT的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量增加；当HDPE/PS为20∶80(质量比)、OMMT为3%(质量分数) 时，复合材料的拉伸强度比未加OMMT时提高了80%，弹性模量提高了20%.2.3 填充改性填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等.但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响.无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘结强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE 是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理.填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘结界面[38].常用的填料表面处理技术有：表面活性剂或偶联剂处理[39]、低温等离子体技术[40]、聚合填充法 [41]和原位乳液聚合[42]等PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义[43-46]；而PE的功能性填充改性是指在改善PE性能的同时赋予其光、电、阻燃等方面的效果[47].3 PE改性技术的新进展3.1 单活性中心催化剂开发的PE均聚物埃克森化学公司与道化学公司采用单活性催化剂制备的PE均聚物已进入工业化阶段.这些新型PE具有优异的透明度、强度、柔软性和低温热封性等，分子量及组成分布很窄.埃克森拟将其用于医疗等方面，而道化学公司则以树脂改性用途等为重点进行应用开发，但加工性是其目前的难点[48].3.2 双峰PE具有双峰分子质量分布的聚乙烯被称为双峰聚乙烯，它的优点是既含有很短的聚合物分子链，起到分子间的润滑作用，能够改善加工性能，又含有很长的聚合物分子链，保证材料的机械作用，因此双峰聚乙烯产品具有优良的物理力学性能和加工性能[49].从世界聚乙烯工业的发展趋势来看，双峰聚乙烯产品将向传统聚乙烯产品提出挑战，国外各大石化公司已在此方面有了较快发展，而国内仅是对此技术进行了初步的研究.开发新型金属催化剂和催化剂载体以及催化剂配体，是今后双峰聚乙烯研究开发的重点[50].3.3 茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其分子量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等[51-52].González等[53]研究茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)对沥青/LLDPE共混物稳定性和流变性能的影响.m-LLDPE替代LLDPE改性沥青可以有效避免高温放置时的象乳液一般发生相分离，同时显著改善沥青的粘弹性.Qin等[54]研究了PP/m-LLDPE共混物的熔融/结晶行为和等温结晶动力学，结果表明PP与m-LLDPE是部分相容的，两者的相互作用主要存在于m-LLDPE链与PP分子中的PE链段，m-LLDPE的引入降低了PP的结晶温度，但有助于PP形成良好的球晶.4 结语21世纪新材料发展非常迅速，优胜劣汰的竞争将更为激烈.PE以其价格低廉、品质优良、适于改性的特点，成为人们的首选.各种改性技术的引入，使通用PE的应用范围越来越广泛，使低档塑料高性能化应用成为现实.尽管在各种改性PE中可能还存在不完善和缺陷，但是，可以预料经济而有效的PE改性开发研究仍将得到大力发展.参考文献：[1]殷锦捷, 王亚鹏. 聚乙烯改性的研究进展[J]. 上海塑料, 2006(3): 13-16.[2]程为庄, 彭蓉, 杜强国. 聚乙烯与丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 功能高分子学报, 1997, 10(1): 67-71.[3]唐进伟, 童身毅. 线型低密度聚乙烯固相接枝马来酸酐研究[J]. 化工科技, 2007, 15(3): 5-8.[4]于逢源, 肖汉文, 徐冰, 等. 低密度聚乙烯的接枝改性[J]. 应用化学, 2005, 22(7): 796-799.[5]鲁建民, 张湛, 刘亚康, 等. 粉末态高密聚乙烯的辐射接枝[J]. 化工学报, 2006, 53(6): 640-643.[6]Costamagna V, Strumia M, Lopez-Gonzalez M, et al. 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第3期2020年6月No.3 June，2020聚氯乙烯（Polyvinylchloride ，PVC ）是最早工业化、产量略低于聚乙烯的通用塑料，具有耐磨、耐腐蚀、阻燃、绝缘等优异性能，且原材料来源广泛、价格较低，因此，被广泛应用于管材、薄膜、防腐材料、绝缘材料、建筑材料等领域[1-2]。

但热稳定性不高，质地硬而脆，抗冲击能力低，耐老化性差，限制了PVC 在实际生产中的应用。

因此，需要对PVC 进行增韧改性，这也一直是PVC 领域的研究热点和重点[3-4]。

PVC 的增韧改性一般分为化学改性和物理改性两种。

化学改性的成本高，过程复杂，设备要求严格，因而应用受到限制。

目前，主要采用物理方法对其进行改性。

物理改性主要是通过机械共混的方法将改性剂和PVC 进行共混，可在简单的生产设备中应用。

物理改性主要分为弹性体增韧改性和刚性粒子增韧改性。

弹性体改性只能提高韧性，成本也高[5-6]。

刚性粒子增韧在增加韧性的同时，不降低刚度、模量，主要分为有机刚性粒子增韧和无机刚性粒子增韧。

有机刚性粒子价格较高，所以，无机刚性粒子应用更为广泛，其纳米粒子性能更优越[7]。

1 聚氯乙烯增韧改性机理化学改性主要是通过接枝、共聚的方法改变PVC 的分子结构而实现增韧增强，因其工艺复杂而应用很少[8]。

物理改性靠引入的改性剂和基体之间形成相界面，受力时，界面塑性形变、吸收大量的能量而改性。

该方法简单、应用广泛，主要有弹性体改性、有机刚性粒子改性和无机刚性粒子改性3种。

1.1 弹性体机理弹性体包裹聚氯乙烯粒子形成网络结构，这种结构可有效吸收材料受到的冲击力，并且网格结构破裂以后也可吸收部分冲击力，提高了聚氯乙烯的韧性，从而达到增韧改性的目的[9]。

1.2 有机刚性粒子机理聚氯乙烯分散相界面与基体黏合时，分散相粒子被静压力拉长，转变为韧性粒子，材料的韧性因此而增强。

刚性粒子拉伸时，其附近的基体产生反作用，也可吸收部分冲击力，使聚氯乙烯的抗冲击强度得到提高。

第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December，2023纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展李 伟（安徽师范大学化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241002）摘 要：纳米SiO2改性丙烯酸酯涂料可以改进涂层的光学性能、防腐蚀性能、机械性能等。

纳米SiO2与丙烯酸酯乳液有不同的聚合方法，所得产品性能也不同。

综述了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法在制备纳米SiO2/丙烯酸酯乳液中的应用，以及三种复合乳液制备方法对涂料性能的影响。

关键词：纳米SiO2；丙烯酸酯；改性；复合方法中图分类号：TQ630.4文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）12-1826-04丙烯酸酯单体中的双键经聚合反应生成丙烯酸酯树脂，由丙烯酸酯树脂制得的涂料具有良好的耐候性、耐酸碱等性能，在汽车、家具、机械、建筑等领域得到广泛应用[1-2]。

由于丙烯酸酯单体的多变性，多种酯基在不同介质中的溶解性，以及与其它涂料用树脂的混溶性等特点，丙烯酸酯树脂已成为涂料工业中全能的通用树脂[3]。

丙烯酸酯涂料也有一些缺点，如热稳定性较差，涂膜易返黏，机械加工性能差等。

为改善涂料性能，有机-无机复合技术为涂料改性开辟了新途径，复合改性技术可以将有机聚合物的优异性能与无机材料杰出的刚性，对热、化学、大气的稳定性结合起来，显著提高涂料性能。

纳米科技的发展使得有机-无机复合改性涂料进入了新阶段，纳米材料在分子水平上实现了有机-无机材料的复合。

纳米SiO2呈三维网状结构，表面存在不饱和键以及不同键态的羟基，具有很高的反应活性，而且表面吸附能力强，对紫外光、可见光以及近红外线有较高的反射率，而且纳米SiO2可深入到高分子化合物的π键附近，形成空间网状结构。

纳米SiO2有着广泛的商业应用，如填料、催化、传感、光子晶体和药物递送等[4-5]。

pvc改性方法PVC改性方法。

PVC是一种常见的塑料材料，具有良好的耐候性、耐腐蚀性和机械性能，因此在建筑、电子、医疗和日常生活用品等领域得到广泛应用。

然而，PVC的热稳定性和耐候性有限，为了改善其性能，常常需要进行改性处理。

下面将介绍几种常见的PVC改性方法。

第一种方法是添加热稳定剂。

PVC在加工过程中容易发生分解，导致其性能下降，为了提高PVC的热稳定性，可以向PVC中添加热稳定剂。

热稳定剂能够吸收或中和PVC分解时产生的酸性物质，阻止分解反应的进行，从而延长PVC的使用寿命。

第二种方法是添加抗氧剂。

PVC在长时间接触空气或紫外线的作用下容易发生氧化反应，导致其表面出现龟裂、变黄等现象。

为了提高PVC的耐候性，可以向PVC中添加抗氧剂。

抗氧剂能够阻止氧气与PVC发生反应，延缓PVC的氧化过程，从而提高其耐候性。

第三种方法是添加填料。

向PVC中添加填料可以改善其力学性能和加工性能。

常用的填料有无机填料和有机填料两种。

无机填料如纳米二氧化硅、纳米氧化铝等，能够提高PVC的硬度、强度和耐磨性；有机填料如改性聚丙烯、改性聚酰亚胺等，能够提高PVC的柔韧性和延展性。

第四种方法是添加改性剂。

PVC在加工过程中易出现熔体粘度大、流动性差等问题，为了改善PVC的加工性能，可以向PVC中添加改性剂。

改性剂能够改善PVC的流动性、降低熔体粘度，使其更易于加工成型。

综上所述，PVC改性方法包括添加热稳定剂、抗氧剂、填料和改性剂等。

通过合理选择和控制改性剂的种类和用量，可以有效改善PVC的热稳定性、耐候性、力学性能和加工性能，从而扩大PVC 的应用范围，满足不同领域对PVC材料性能的要求。