水煤浆搅拌器(聚氯乙烯增强用硫酸钙晶须的新型表面改性，陈潇学习翻译)

聚氯乙烯增强用硫酸钙晶须的新型表面改性

陈潇学习翻译

本文提出了一种新的硫酸钙晶须(CSW)表面改性技术，用于制备高性能CSW/聚氯乙烯复合材料。用聚乙烯醇包覆CSW并用戊

二醛交联的方法增强聚氯乙烯，研究了CSW/聚氯乙烯复合材料的表面形貌和力学性能。结果表明，交联聚乙烯醇改性的CSW/聚氯乙烯复合材料的力学性能显著提高，其屈服强度、断裂强度、十乐思模量和断裂伸长率分别为65.7兆帕、53.5兆帕、1772兆帕和225 %，比未改性的CSW/聚氯乙烯复合材料提高了7.2%、13.1%、7.6%和8.2 %。力学性能的提高可归因于cPVA@CSW与聚氯乙烯基体之间的强界面粘合，因为改性的CSW具有丰富的羟基，可与聚氯乙烯产生强相互作用。该方法简单廉价，可大规模应用。

聚氯乙烯复合材料；关键词硫酸钙晶须。交联聚乙烯醇。形态学。机械性能

介绍

硫酸钙晶须(CSW)是一种纤维状单晶，具有长径比大、强度和刚度高、热稳定性好、位错等内部缺陷少等优点

[1]，这使得它比许多常规填料，例如碳酸钙和天然纤维，是优选的填料。CSW的另一个特别优势是它的价格比其他高性能填料低，如碳纳米管和石墨烯。因此，CSW因其在众多聚合物复合材料中的潜在应用而越来越受到关注。

对有机CSW的制备进行了广泛的研究。王等人[1]以电石渣为原料，通过水热法成功制备了一系列水煤浆。所制备的石膏为半水硫酸钙，制备条件对CSWs的形成有影响。吕等人[3]研究了磷酸一氢钙对水热合成法制备的CSW形貌的影响。CSW主要用于增强聚丙烯([4)，尼龙66 [5)，和非金属摩擦材料，如酚醛树脂[6]。

制备高性能CSW/聚合物复合材料有许多困难。例如，在保证晶须在聚甲基[7]中的均匀分散以及晶须和周围基体[810]之间的良好界面相互作用方面仍然存在挑战。不相容性导致亲水性晶须和疏水性聚合物基体之间的载荷传递不良，因此晶须可以容易地从聚合物基体中拔出，导致有限的增强。多种物理方法，如溶液混合[11]和高剪切混合已经使用了[12]和化学方法，例如共价[13]和非共价[14]对填料表面进行改性

图1聚乙烯醇的交联机理

以改善填料在聚合物基质中的分散和界面相互作用

图2未涂覆CSW (a和c)和cPVA@CSW (b和d)的表面形态和能谱

cPVA@CSWs制备如下:1g 1重量。将%聚乙烯醇水溶液、30毫升去离子水和10克干燥CSW依次加入装有机械顶部搅拌器的100毫升三颈圆底烧瓶中。然后，加入1滴25 %戊二醛溶液和5滴0.5摩尔/升硫酸溶液，分别作为交联剂和酸碱度调节剂。混合物在室温下搅拌1小时，所得产物在80℃真空干燥2小时，以完成交联反应并除去过量的水。交联机制如图1所示。不同量的1 wt。用%聚乙烯醇水溶液对CSW进行改性，研究其对cPVA@CSW力学性能的影响。

图6交联聚乙烯醇和CSW/聚氯乙烯复合材料之间的界面相互作用

结论

戊二醛交联聚乙烯醇涂层可以有效地对CSW表面进行改性，防止CSW的聚集，改性后的CSW可以很好地分散在聚氯乙烯基体中。改性CSW与聚氯乙烯基体之间存在强烈的相互作用，导致复合材料力学性能的显著提高。聚乙烯醇的最佳浓度为0.1重量%。%相对于CSW，聚乙烯醇浓度过低或过高都不利于CSW的增强。屈服强度、断裂强度、拉伸模量和断裂伸长率为0.1重量%。CSW/聚氯乙烯复合材料的氯化石蜡含量分别为65.7兆帕、53.5兆帕、1772兆帕和225 %，与未改性复合材料相比，分别增加了7.2%、13.1%、7.6%和8.2 %。本研究开发的新方法简单有效，适合大规模工业应用。这种方法的另一个特别的优点是它不需要有毒的溶剂或复杂的接枝过程。