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基本信息

項(xiàng)目名稱：
改性針形納米碳酸鈣在PVC中的應(yīng)用研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本課題采用自制原料針形納米碳酸鈣，通過篩選出適合的改性劑進(jìn)行改性，并將改性針形納米碳酸鈣在PVC中的應(yīng)用效果與其它市售納米碳酸鈣進(jìn)行對(duì)比，得到改性針形納米碳酸鈣在PVC中的應(yīng)用效果好；具有可觀的實(shí)用價(jià)值。
詳細(xì)介紹：
本課題先制備出直徑為30～40 nm,長(zhǎng)徑比10～15 的針形納米碳酸鈣，再從市售改性劑中篩選出最優(yōu)改性劑，并找到在針形納米碳酸鈣中的最佳加入量，然后對(duì)針形納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性,將其填充到聚氯乙烯(PVC) 材料中，考察了改性針形納米碳酸鈣/ PVC 復(fù)合材料的力學(xué)性能。與填充未改性的針形納米碳酸鈣的PVC 相比, 添加5%改性針形碳酸鈣的聚氯乙烯材料的拉伸強(qiáng)度提高了10%，沖擊強(qiáng)度提高了7%，掃描電鏡照片(SEM) 顯示,改性納米碳酸鈣分散均勻，沖擊斷面和拉伸斷面均呈現(xiàn)明顯的韌性斷裂特征；與其它市售納米碳酸鈣相比，在PVC中的應(yīng)用效果要好。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：由于納米碳酸鈣表面親水疏油的特性，直接應(yīng)用在pvc中的效果不好，應(yīng)對(duì)針形納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性，才能克服納米碳酸鈣在PVC應(yīng)用中的缺點(diǎn)。 基本思路：先自制針形納米碳酸鈣，用篩選出的改性劑進(jìn)行改性，并考察了將不同量的合適的改性劑改性的納米碳酸鈣添加到PVC材料中的力學(xué)性能，然后用掃描電鏡觀察斷裂微觀形貌。最后將性能最好的改性納米碳酸鈣與其它市售納米碳酸鈣作對(duì)比，以確定本研究所達(dá)到的水平。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

我們課題組研制出的針形納米碳酸鈣與其它納米碳酸鈣相比，成本低，產(chǎn)量大，值得廣泛推廣。將其進(jìn)行表面改性后，添加到PVC復(fù)合材料中，在添加量相同的條件下，與添加其它市售納米碳酸鈣的PVC復(fù)合材料相比，力學(xué)性能更優(yōu)越。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本研究采用的原料針形納米碳酸鈣成本低于其它市售納米碳酸鈣，而本研究制備的改性針形納米碳酸鈣在PVC中的應(yīng)用效果好于其它市售納米碳酸鈣，因此，本研究具有可觀的實(shí)用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文先制備出直徑為30～40 nm,長(zhǎng)徑比10～15 的針形納米碳酸鈣，再從市售改性劑中篩選出最優(yōu)改性劑，并找到在針形納米碳酸鈣中的最佳加入量，然后對(duì)針形納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性,將其填充到聚氯乙烯(PVC) 材料中，考察了改性針形納米碳酸鈣/ PVC 復(fù)合材料的力學(xué)性能。與填充未改性的針形納米碳酸鈣的PVC 相比, 添加5%改性針形碳酸鈣的聚氯乙烯材料的拉伸強(qiáng)度提高了10%，沖擊強(qiáng)度提高了7%，掃描電鏡照片(SEM) 顯示,改性納米碳酸鈣分散均勻，沖擊斷面和拉伸斷面均呈現(xiàn)明顯的韌性斷裂特征；與其它市售納米碳酸鈣相比，在PVC中的應(yīng)用效果要好。

獲獎(jiǎng)情況

1. 胡永琪; 胡慶福; 劉洪杰; 劉潤(rùn)靜; 焦其帥; 李津津. 針狀納米級(jí)碳酸鈣的工業(yè)生產(chǎn)與應(yīng)用.[J]. 無機(jī)鹽工業(yè), 2006, 25(3): 337-339. 2. 胡永琪；趙風(fēng)云；王琰；王勇；焦其帥；陳建良. 針形納米碳酸鈣的表面改性及在PVC中的應(yīng)用[J].高分子材料科學(xué)與工程, 2008，（2）：124-127.

鑒定結(jié)果

本研究采用的原料針形納米碳酸鈣的生產(chǎn)技術(shù)為河北省科技廳立項(xiàng)課題，于2005年3月通過了省級(jí)技術(shù)鑒定。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪暉, 汪國云, 帥穎松等. 我國超微細(xì)粉體應(yīng)用市場(chǎng)分析. 化工進(jìn)展, 1993, (9): 48～50. [2] 天津化工研究所編. 無機(jī)鹽工藝手冊(cè)(上冊(cè)). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996. 485～496. [3] 胡慶福, 胡曉波, 劉寶樹. 納米碳酸鈣制造及其應(yīng)用. 非金屬礦, 2000, 23(4): 24～26. [4] 樊蕾, 王治剛, 張松. 國內(nèi)外超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù). 云南化工, 2000, 27(2): 33～34. [5]John K. Borchardt. PVC-calcium carbonate nanocomposites. Polymers, 2004, (11): 26. [6]Qing-Xin Zhang, Zhong-Zhen Yu, Xiao-Lin Xiea, etal. Crystallization and impact energy of polypropylene/CaCO3 nanocomposites with nonionic modifier. Polymer, 2004, (45): 5985~5994. [7] 胡永琪；趙風(fēng)云；王琰；王勇；焦其帥；陳建良. 針形納米碳酸鈣的表面改性及在PVC中的應(yīng)用[J].高分子材料科學(xué)與工程, 2008，（2）：124-127 . [8] 胡永琪; 胡慶福; 劉洪杰; 劉潤(rùn)靜; 焦其帥; 李津津. 針狀納米級(jí)碳酸鈣的工業(yè)生產(chǎn)與應(yīng)用.[J]. 無機(jī)鹽工業(yè), 2006, 25(3): 337-339. [9] 劉穎悟. 碳酸鈣的活化改性. 無機(jī)鹽工業(yè), 1990, (6): 34~36. [10]梁基照，王麗. PP/納米CaCO3復(fù)合材料的抗沖擊性能[J].合成樹脂及塑料，2005, (2): 63-65.

同類課題研究水平概述

本研究課題屬于化工產(chǎn)品（針形納米碳酸鈣）的應(yīng)用技術(shù)推廣，與國內(nèi)的其他現(xiàn)有已工業(yè)化的納米碳酸鈣相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.本課題組開發(fā)的針形納米碳酸鈣的生產(chǎn)方法，使用普通輕質(zhì)碳酸鈣的設(shè)備，只需改變部分工藝參數(shù)即可生產(chǎn)，與其他現(xiàn)有已工業(yè)化的納米碳酸鈣相比，具有產(chǎn)量大，成本低的優(yōu)勢(shì)。 2.通過對(duì)針形納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性后，將其添加到在PVC中，PVC復(fù)合材料的力學(xué)性能均優(yōu)于相同條件下添加其它市售納米碳酸鈣PVC復(fù)合材料的力學(xué)性能。 從以上兩點(diǎn)可以看出，本研究采用的原料針形納米碳酸鈣成本低于其它市售納米碳酸鈣，而本研究制備的改性針形納米碳酸鈣在PVC中的應(yīng)用效果好于其它市售納米碳酸鈣，因此，本研究具有可觀的實(shí)用價(jià)值，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。
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