摘要：本文通過對無機納米粒子的表面進行力化學改性，利用熔融共混的方法制備了聚氯乙烯／無機納米粒子復合材料。研究了納米CaCO_3、納米SiO_2填充聚氯乙烯復合材料中納米粒子的處理方式、處理時間、無機納米粒子含量和粒徑對納米粒子在基體樹脂中的分散形態和界面相互作用的影響及其對復合體系的形態結構、力學性能、熱性能、阻燃性能以及流變性能的影響；并對納米粒子在復合材料中的增韌增強機理進行了初步探索。 SEM、TEM、Molau測試和力學性能測試表明：未處理納米粒子分子間相互作用力大，易團聚成較大的顆粒，在基體中的分散效果不好，界面粘結強度低，不能有效地對聚氯乙烯樹脂進行增強增韌。偶聯劑處理雖能對復合體系的界面粘結強度有所改善，對體系有一定的增強作用，但不能有效地解決無機納米粒子的聚集問題。聚氯乙烯基體樹脂與納米粒子共振磨時，PVC大分子鏈斷裂產生的大分子自由基與表面活化的無機納米粒子之間產生化學鍵合和物理吸附，有效地實現了無機納米粒子在聚氯乙烯樹脂中的良好分散，界面粘結強度增強，使復合體系取得較好的增強增韌效果。 振磨處理時間對復合體系的綜合力學性能有較大的影響，納米SiO_2共混體系的振磨處理時間為6小時，納米CaCO_3的振磨處理時間為4小時，此時PVC／SiO_2和PVC／CaCO_3納米復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率和抗沖擊強度達到極大值。與純PVC相比，振磨處理的納米SiO_2和納米CaCO_3的添加量為3phr和8phr時，復合體系的沖擊強度分別提高181％和235％，拉伸強度也有提高。納米SiO_2對復合體系的增強效果好于納米CaCO_3，而增韌效果略小于納米CaCO_3。 拉伸試樣和沖擊斷面掃描電鏡照片顯示：未經力化學處理填充復合體系中，納米粒子以較大的聚集體存在，在應力作用下以界面脫粘為主要增韌途徑；而 摘要 振磨處理體系中納米粒子分散均勻，粒徑較小，振磨過程中產生的物理吸附與 化學鍵合形成較強的界面粘結，在應力作用下，產生界面脫粘與誘導剪切帶和 銀紋產生，納米粒子外層的大分子產生大的塑性變形，吸收大量的能量;同時， 界面層體積分數增加，界面層能有效地傳遞應力，復合體系的強度和韌性得到 提高。 與未處理和經偶聯劑處理的納米粒子填充PVC體系相比，經力化學處理的 納米粒子填充PVC體系的儲能模量、損耗模量、彎曲模量、彎曲強度、極限氧 指數、玻璃化溫度和熱穩定均得到明顯改善。經振磨處理的納米CaC仇替代彈 性體增韌劑CPE制得的PVC異型材的拉伸強度提高了gMPa，模量提高，尺寸穩 定性得到改善。為高強度高韌性PVC化學建材專用料的開發提供了理論依據。收起

關鍵詞：納米CaCO_3 納米SiO_2 PVC 增強增韌 力化學

DOI： 10.7666/d.y532773