基本信息
- 项目名称：
- 改性针形纳米碳酸钙在PVC中的应用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题采用自制原料针形纳米碳酸钙，通过筛选出适合的改性剂进行改性，并将改性针形纳米碳酸钙在PVC中的应用效果与其它市售纳米碳酸钙进行对比，得到改性针形纳米碳酸钙在PVC中的应用效果好；具有可观的实用价值。
- 详细介绍：
- 本课题先制备出直径为30～40 nm,长径比10～15 的针形纳米碳酸钙，再从市售改性剂中筛选出最优改性剂，并找到在针形纳米碳酸钙中的最佳加入量，然后对针形纳米碳酸钙进行表面改性,将其填充到聚氯乙烯(PVC) 材料中，考察了改性针形纳米碳酸钙/ PVC 复合材料的力学性能。与填充未改性的针形纳米碳酸钙的PVC 相比, 添加5%改性针形碳酸钙的聚氯乙烯材料的拉伸强度提高了10%，冲击强度提高了7%，扫描电镜照片(SEM) 显示,改性纳米碳酸钙分散均匀，冲击断面和拉伸断面均呈现明显的韧性断裂特征；与其它市售纳米碳酸钙相比，在PVC中的应用效果要好。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：由于纳米碳酸钙表面亲水疏油的特性，直接应用在pvc中的效果不好，应对针形纳米碳酸钙进行表面改性，才能克服纳米碳酸钙在PVC应用中的缺点。 基本思路：先自制针形纳米碳酸钙，用筛选出的改性剂进行改性，并考察了将不同量的合适的改性剂改性的纳米碳酸钙添加到PVC材料中的力学性能，然后用扫描电镜观察断裂微观形貌。最后将性能最好的改性纳米碳酸钙与其它市售纳米碳酸钙作对比，以确定本研究所达到的水平。
科学性、先进性及独特之处
- 我们课题组研制出的针形纳米碳酸钙与其它纳米碳酸钙相比，成本低，产量大，值得广泛推广。将其进行表面改性后，添加到PVC复合材料中，在添加量相同的条件下，与添加其它市售纳米碳酸钙的PVC复合材料相比，力学性能更优越。
应用价值和现实意义
- 本研究采用的原料针形纳米碳酸钙成本低于其它市售纳米碳酸钙，而本研究制备的改性针形纳米碳酸钙在PVC中的应用效果好于其它市售纳米碳酸钙，因此，本研究具有可观的实用价值，经济效益非常明显。
学术论文摘要
- 本文先制备出直径为30～40 nm,长径比10～15 的针形纳米碳酸钙，再从市售改性剂中筛选出最优改性剂，并找到在针形纳米碳酸钙中的最佳加入量，然后对针形纳米碳酸钙进行表面改性,将其填充到聚氯乙烯(PVC) 材料中，考察了改性针形纳米碳酸钙/ PVC 复合材料的力学性能。与填充未改性的针形纳米碳酸钙的PVC 相比, 添加5%改性针形碳酸钙的聚氯乙烯材料的拉伸强度提高了10%，冲击强度提高了7%，扫描电镜照片(SEM) 显示,改性纳米碳酸钙分散均匀，冲击断面和拉伸断面均呈现明显的韧性断裂特征；与其它市售纳米碳酸钙相比，在PVC中的应用效果要好。
获奖情况
- 1. 胡永琪; 胡庆福; 刘洪杰; 刘润静; 焦其帅; 李津津. 针状纳米级碳酸钙的工业生产与应用.[J]. 无机盐工业, 2006, 25(3): 337-339. 2. 胡永琪；赵风云；王琰；王勇；焦其帅；陈建良. 针形纳米碳酸钙的表面改性及在PVC中的应用[J].高分子材料科学与工程, 2008，（2）：124-127.
鉴定结果
- 本研究采用的原料针形纳米碳酸钙的生产技术为河北省科技厅立项课题，于2005年3月通过了省级技术鉴定。
参考文献
- [1] 汪晖, 汪国云, 帅颖松等. 我国超微细粉体应用市场分析. 化工进展, 1993, (9): 48～50. [2] 天津化工研究所编. 无机盐工艺手册(上册). 北京: 化学工业出版社, 1996. 485～496. [3] 胡庆福, 胡晓波, 刘宝树. 纳米碳酸钙制造及其应用. 非金属矿, 2000, 23(4): 24～26. [4] 樊蕾, 王治刚, 张松. 国内外超细碳酸钙生产技术. 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；赵风云；王琰；王勇；焦其帅；陈建良. 针形纳米碳酸钙的表面改性及在PVC中的应用[J].高分子材料科学与工程, 2008，（2）：124-127 . [8] 胡永琪; 胡庆福; 刘洪杰; 刘润静; 焦其帅; 李津津. 针状纳米级碳酸钙的工业生产与应用.[J]. 无机盐工业, 2006, 25(3): 337-339. [9] 刘颖悟. 碳酸钙的活化改性. 无机盐工业, 1990, (6): 34~36. [10]梁基照，王丽. PP/纳米CaCO3复合材料的抗冲击性能[J].合成树脂及塑料，2005, (2): 63-65.
同类课题研究水平概述
- 本研究课题属于化工产品（针形纳米碳酸钙）的应用技术推广，与国内的其他现有已工业化的纳米碳酸钙相比，具有以下优点： 1.本课题组开发的针形纳米碳酸钙的生产方法，使用普通轻质碳酸钙的设备，只需改变部分工艺参数即可生产，与其他现有已工业化的纳米碳酸钙相比，具有产量大，成本低的优势。 2.通过对针形纳米碳酸钙进行表面改性后，将其添加到在PVC中，PVC复合材料的力学性能均优于相同条件下添加其它市售纳米碳酸钙PVC复合材料的力学性能。 从以上两点可以看出，本研究采用的原料针形纳米碳酸钙成本低于其它市售纳米碳酸钙，而本研究制备的改性针形纳米碳酸钙在PVC中的应用效果好于其它市售纳米碳酸钙，因此，本研究具有可观的实用价值，经济效益非常明显。
