硫酸钙晶须/聚氯乙烯复合材料的界面设计及结构性能研究

项目名称： 硫酸钙晶须/聚氯乙烯复合材料的界面设计及结构性能研究

项目编号： No.U1507123

项目类型： 联合基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 有机化学

项目作者： 徐世爱

作者单位： 青海大学

项目金额： 50万元

中文摘要： 2014年青海省建成年产50万吨聚氯乙烯（PVC）装置，用于解决盐湖化工中的氯平衡问题，由于缺乏改性产品，PVC销量很小；另外，利用盐湖工业中的矿物盐，可以制备出高品质硫酸钙晶须，但一直未得到大规模应用。如果用硫酸钙晶须增强PVC制备复合材料，有望解决上述困境。本项目提出一种新方法对硫酸钙晶须进行表面改性，深入研究改性条件对改性效果的影响；定量计算两相界面之间的相互作用参数，并对界面相容性做出评价；考察硫酸钙晶须对PVC力学性能和热性能等的影响，用扫描电镜、透射电镜等探明复合材料的形态结构，构建复合材料结构与性能之间的关系。本项目提出的晶须表面改性新方法，是对现有晶须表面改性技术的重要补充和发展。该方法可以显著改善两相界面相容性，提高复合材料的力学性能，适合大规模工业化应用；研究成果对于增加青海省PVC产量、有效解决盐湖化工中的氯平衡问题以及硫酸钙晶须的高值化利用都具有十分重要的意义。

中文关键词： 聚合物复合材料；聚合物增强；聚氯乙烯；硫酸钙晶须；表面改性

英文摘要： A novel technique is developed in this study to modify the surface of calcium sulfate whisker (CSW) for the preparation of high-performance CSW/poly(vinyl chloride) (PVC) composites. The CSW coated with poly(vinyl alcohol) (PVA) and then cross-linked by glutaraldehyde is used to strengthen PVC. The surface morphology of calcium sulfate whisker is characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the tensile property, impact property, dynamic mechanical property and thermal performance of CSW/PVC composites are investigated. This method is simple and inexpensive, and can be applied in large scale. The present research is helpful to solve the key problems about surface modification of inorganic whiskers, and provide an effective way to improve the interfacial compatibility between inorganic whiskers and PVC matrix. The present programme is of critical importance for high value application of inorganic salt and solving the problem of chlorine balance of Qinghai saline lake chemical industry.

英文关键词： Poymer composites;Reinforced polymer;Polyvinyl chloride ;Calcium sulfate whisker;Surface treatment