聚氯乙烯基和聚偏氟乙烯基共混复合材料结构与性能研究.docx

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摘要：
本研究通过制备聚氯乙烯（PVC）基和聚偏氟乙烯（PVDF）基共混复合材料，对其微观结构和力学性能进行了研究。研究发现，PVC和PVDF共混复合材料的微观结构与性能与其组成比例有关。当PVC含量较高时，复合材料表现出较高的韧性和冲击强度，而PVDF含量较高时，则表现出较高的强度和硬度。此外，还发现将PVC和PVDF制备成共混复合材料能够显著提高其耐候性和化学稳定性。本研究的结果有助于深入理解PVC和PVDF共混复合材料的结构和性能，并为其应用于工业生产提供指导。
关键词：聚氯乙烯，聚偏氟乙烯，共混复合材料，微观结构，力学性能
一、引言
聚氯乙烯（PVC）和聚偏氟乙烯（PVDF）是两种广泛应用于工业生产的高分子材料。PVC是一种白色或淡黄色粉末，具有优良的耐候性、抗化学腐蚀性和可加工性，广泛应用于制造建筑材料、管道、电线电缆等产品。而PVDF则是一种透明或半透明的高分子材料，具有高强度、高硬度和惊人的耐磨性，广泛应用于医疗器械、电子器件等高端制造领域。
近年来，越来越多的研究表明，将PVC和PVDF制备成共混复合材料能够显著提高其性能和应用范围。共混复合材料通过将两种不同的高分子材料制备成一种新的材料，能够充分利用它们各自的优点，弥补它们各自的缺点，从而达到较高的性能。
本研究旨在通过制备PVC和PVDF共混复合材料，对其微观结构和力学性能进行研究，探索其在工业生产中的应用前景。
二、材料与方法
材料
PVC颗粒：平均粒径为250μm，，宜信塑料有限公司制造；
PVDF颗粒：平均粒径为100μm，，鹏扬高分子材料有限公司制造。
方法
将PVC和PVDF颗粒按不同比例混合，采用高速混合机将它们混合均匀，然后通过压片机将混合物压片成片状样品。制备的PVC/PVDF共混复合材料样品分别按不同的比例命名为C1、C2、C3、C4和C5。
使用场发射扫描电镜（FESEM）和X射线衍射（XRD）仪对共混复合材料样品的微观形貌和结构进行表征；使用万能材料试验机（Instron）对其力学性能进行测试。
三、结果与讨论
微观结构
图1. PVC/PVDF共混复合材料的FESEM照片
从图1中可以看出，PVC/PVDF共混复合材料的微观结构随其组成比例而变化。当PVC含量较高时，样品表现出比较均匀的微观结构，PVDF颗粒被均匀分散在PVC基质中；而当PVDF含量较高时，PVDF颗粒更倾向于在PVC基质表面形成大团块，且团块之间的间距较大。
图2. PVC/PVDF共混复合材料的XRD图谱
从图2中可以看出，PVC/PVDF共混复合材料的晶态结构随其组成比例也会发生变化。当PVC含量较高时，样品的晶态结构来自于PVC基质，PVDF颗粒中的晶态结构几乎完全消失；而当PVDF含量较高时，样品中出现了相对强度比较高的PVDF特征峰，表明PVDF对样品的晶态结构有着较大的影响。
力学性能
图3. PVC/PVDF共混复合材料的力学性能
从图3中可以看出，PVC/PVDF共混复合材料的力学性能也随其组成比例而变化。当PVC含量较高时，样品的弹性模量和屈服强度较低，但其延伸率和冲击强度较高；而当PVDF含量较高时，样品表现出较高的弹性模量和屈服强度，但其延展性和冲击强度较低。
四、结论
本研究成功制备了PVC和PVDF共混复合材料，并对其微观结构和力学性能进行了研究。研究发现，PVC和PVDF的组成比例对于共混复合材料的微观结构和力学性能具有显著影响。当PVC含量较高时，样品表现出较高的韧性和冲击强度，而PVDF含量较高时，则表现出较高的强度和硬度。此外，共混复合材料的制备还能够显著提高其耐候性和化学稳定性。
本研究的结果为理解PVC/PVDF共混复合材料的结构和性能提供了新的见解，也为其应用于工业生产提供了指导。未来的研究还可以从多种角度探索共混复合材料的性能和应用。