煅燒陶土用量對PVC絕緣電纜料性能的影響

舒康玉

（浙江萬馬高分子材料有限公司）

摘要：采用硬脂酸處理煅燒陶土，制樣研究改性陶土用量對PVC電纜絕緣料的力學性能的影響。結果表明，使用煅燒陶土用量3 %的硬脂酸改性陶土后，復合材料的力學性能和電性能得到一定提高。

關鍵詞：PVC；煅燒陶土；硬脂酸；力學性能；電性能

引言

由于煅燒陶土是親水性材料，而PVC樹脂為非極性材料，親水性差。導致兩則的相容性差，致使煅燒陶土難以在基體中均勻分散，同時兩者間的界面黏合差，存在明顯的界面，導致復合材料的力學性能和加工性能不佳，是PVC絕緣料生產和應用中面臨的最大問題之一。

為增加陶土與基體樹脂的相容性，本實驗采用硬脂酸處理劑先改性煅燒陶土后，再添加到PVC基體中，制成PVC絕緣料，考察了不同陶土用量對PVC絕緣料力學性能和電性能的影響，并用電鏡研究了材料斷面的微觀形貌。

1.實驗部分

1.1實驗原料

根據PVC絕緣電纜料的制備需要，材料由表1體現。

1.2 主要儀器和設備

根據本次實驗要求，需要表2儀器進行式樣的各項性能檢測。

2. 性能測試與分析

包括 機械性能 電學性能 微觀形貌觀察

3. 結果與討論

3.1處理劑（陶土）用量對復合材料（PVC絕緣料）力學性能的影響

本實驗考察了改性前后不同煅燒陶土用量對PVC絕緣料力學性能的影響。當陶土用量取不同的值時，所得復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度和彎曲強度變化曲線，可以看出，經過處理的PVC絕緣料其力學性能均優于未處理的PVC絕緣料。

隨著煅燒用量的增加，經過改性絕緣料和未改性絕緣料的拉伸強度和斷裂伸長率都逐漸降低，但是通過圖形對比可以看出，經過改性PVC絕緣料的拉伸性能和斷裂伸長率都要明顯優于未改性的復合材料，這主要是因為煅燒陶土的親水性，使填料顆粒趨向于形成團聚塊，隨著陶土用量的增加，團聚塊表現出比較大的粒子尺寸，因而表面有效粘接下降。而陶土經過改性后，改善了其親水性的狀況，因此硬脂酸促進了陶土的分散，使其與PVC基體的界面粘合增強。

力學性能通常是取決于諸如填料量，粒子尺寸與形狀，填料與復合材料粘結程度及復合材料中填料的分散程度等因素.。由于陶土和PVC樹脂存在相容性差的問題，兩者的界面結合力較弱；所以隨著陶土用量的增加，顆粒引起的應力集中及產生缺陷的幾率加大，材料受到沖擊后不能很好地分散外應力。此外，由于陶土填料具有較多的分子內氫鍵存在，在進行加熱混合時，不容易打散，使其不能在塑料基體中均勻分散，從而影響復合材料的性能。因此加入未改性陶土PVC絕緣料的綜合力學性能呈下降趨勢。因為在加熱的條件下，硬脂酸能夠包覆陶土，這就使界面粘結粘結程度得到提高，從而提高復合材料的力學性能。

3.2 陶土用量對PVC絕緣料微觀形貌的影響

式樣陶土用量為20 phr，觀察復合材料改性缺口沖擊斷面形態。了解復合材料處理前后界面形態的改變?？梢钥闯?，在未改性的PVC絕緣料中，陶土呈條狀，具有較大的長徑比；陶土表面光滑且與PVC基體存在明顯的界面。這說明陶土與基體樹脂間黏結較弱，在斷裂過程中，陶土很容易從基體樹脂中拔出，復合材料的機械性能自然就差。可以看出，陶土經過硬脂酸處理后，陶土表面略顯粗糙，存在少量粘著物；部分陶土被剝開，極少陶土團聚；而且復合材料的界面變得模糊，少空隙存在。這說明硬脂酸的存在，改善了陶土與基體樹脂的界面，因此在宏觀上表現為復合材料的力學性能的提高。

4.結論

（1）隨著陶土用量的增加，其力學性能總體呈現減小的趨勢。

（2）隨著陶土用量的增加，其體積電阻總體呈現上升的趨勢。

（3）經過硬脂酸改性陶土后，PVC絕緣料的力學性能要明顯優于未改性PVC絕緣料。

（4）SEM圖分析表明：陶土經硬脂酸處理后，陶土與PVC基體樹脂的相容性得到改善，界面變得模糊，因此在宏觀上表現為復合材料的力學性能的提高。

參考文獻：

[1]劉家棟.程控線纜用70℃PVC絕緣塑料的研制[J].聚氯乙烯，2000，（4）：31.

[2]何曼君，陳維孝，董西俠.高分子物理[M].上海：復旦大學出版社，1990.endprint