纳米级白炭黑在PVC材料中的应用

由于纳米白炭黑具有尺寸小、比表面积大且产生量子效应和表面效应等特点，国内广大研究者将纳米级材料引人到PVC增韧改性研究中，发现改性后的PVC材料同时具有优异的韧性、加工流动性、尺寸稳定性和热稳定性。近些年随着纳米粒子表面处理技术的发展，纳米粒子增韧PVC已经成为国内外研究开发的热点。其增韧机理是纳米粒子的存在产生了应力集中效应。引发周围树脂产生微开裂，吸引一定的变形功：纳米粒子在树脂中还可以起到阻止、钝化裂纹的作用，最终阻止裂纹不致发展为破坏性开裂：由于纳米粒子与基体树脂的接触面积大，材料受冲击时会产生更多的微裂纹而吸收更多的冲击能用。

随着二氧化硅用量的增加，聚氯乙烯复合材料的拉伸、冲击强度和断裂伸长率以及屈服强度均逐渐增大，当二氧化硅含量为3％时，均达到最大值。与未加二氧化硅的聚氯乙烯复合材料相比，该复合材料的拉伸强度提高了约18．8％。而冲击强度提高了116．7％，屈服强度提高了21．4％，断裂伸长率提高了69．5％。从PVC／细SiO 复合材料的SEM照片可以看出PVC材料的连续相，SiO与PVC的界面粘接较好，还可以观察到许多微孔穴和微裂纹的存在，容易吸收冲击能，从而保证SiO 对PVC材料的增强增韧的作用。

在对PVC／Nano-SiO 复合材料性能研究时发现，随着Nano-SiO 用量的增加复合材料的拉伸强度逐渐增大，当用量为4％时复合材料的拉伸强度达到最大值，当其用量超过4％后，复合材料的拉伸强度呈逐渐降低趋势；随着Nano-SiO：用量的增加，复合材料的冲击强度呈现先升后降趋势，当其用量为3％时，复合材料的冲击强度达到最大值，随后复合材料的冲击强度开始逐渐下降：复合材料的弯曲模量随着Nano-SiO 用量的增加呈明显增加趋势。

采用超声波、振磨等方法对纳米粒子进行表面处理．可以促进纳米粒子在基体中的均匀分散，大幅度提高复合材料的强度和韧性。纳米SiO 的添加量为3％时，复合材料的综合力学性能最好，其拉伸强度、冲击强度和杨氏模量均有较大的提高。振磨处理时间对纳米粒子改善复合材料性能也有影响，处理6h时改善复合材料的冲击的效果最好。

在研究表面改性对PVC／Nano-SiO复合材料性能的影响发现，加入量小于3％时，Nano-SiO 表面改性与否对复合材料的冲击性能基本没有影响：加入量小于4％时，其表面改性与否对复合材料的拉伸强度、弯曲性能及其在PVC基体中得到分散性基本没有影响：加入量超过3％后，表面改性Nano-SiO 使复合材料具有更好的冲击性能：加入量超过4％后，表面改性Nano-SiO使复合材料具有更好的拉伸性能和弯曲性能，并且其在PVC基体中的分散性及其与PVC基体间的界面粘结性也更好。