煅烧陶土用量对PVC绝缘电缆料性能的影响

舒康玉

（浙江万马高分子材料有限公司）

摘要：采用硬脂酸处理煅烧陶土，制样研究改性陶土用量对PVC电缆绝缘料的力学性能的影响。结果表明，使用煅烧陶土用量3 %的硬脂酸改性陶土后，复合材料的力学性能和电性能得到一定提高。

关键词：PVC；煅烧陶土；硬脂酸；力学性能；电性能

引言

由于煅烧陶土是亲水性材料，而PVC树脂为非极性材料，亲水性差。导致两则的相容性差，致使煅烧陶土难以在基体中均匀分散，同时两者间的界面黏合差，存在明显的界面，导致复合材料的力学性能和加工性能不佳，是PVC绝缘料生产和应用中面临的最大问题之一。

为增加陶土与基体树脂的相容性，本实验采用硬脂酸处理剂先改性煅烧陶土后，再添加到PVC基体中，制成PVC绝缘料，考察了不同陶土用量对PVC绝缘料力学性能和电性能的影响，并用电镜研究了材料断面的微观形貌。

1.实验部分

1.1实验原料

根据PVC绝缘电缆料的制备需要，材料由表1体现。

1.2 主要仪器和设备

根据本次实验要求，需要表2仪器进行式样的各项性能检测。

2. 性能测试与分析

包括 机械性能 电学性能 微观形貌观察

3. 结果与讨论

3.1处理剂（陶土）用量对复合材料（PVC绝缘料）力学性能的影响

本实验考察了改性前后不同煅烧陶土用量对PVC绝缘料力学性能的影响。当陶土用量取不同的值时，所得复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度变化曲线，可以看出，经过处理的PVC绝缘料其力学性能均优于未处理的PVC绝缘料。

随着煅烧用量的增加，經过改性绝缘料和未改性绝缘料的拉伸强度和断裂伸长率都逐渐降低，但是通过图形对比可以看出，经过改性PVC绝缘料的拉伸性能和断裂伸长率都要明显优于未改性的复合材料，这主要是因为煅烧陶土的亲水性，使填料颗粒趋向于形成团聚块，随着陶土用量的增加，团聚块表现出比较大的粒子尺寸，因而表面有效粘接下降。而陶土经过改性后，改善了其亲水性的状况，因此硬脂酸促进了陶土的分散，使其与PVC基体的界面粘合增强。

力学性能通常是取决于诸如填料量，粒子尺寸与形状，填料与复合材料粘结程度及复合材料中填料的分散程度等因素.。由于陶土和PVC树脂存在相容性差的问题，两者的界面结合力较弱；所以随着陶土用量的增加，颗粒引起的应力集中及产生缺陷的几率加大，材料受到冲击后不能很好地分散外应力。此外，由于陶土填料具有较多的分子内氢键存在，在进行加热混合时，不容易打散，使其不能在塑料基体中均匀分散，从而影响复合材料的性能。因此加入未改性陶土PVC绝缘料的综合力学性能呈下降趋势。因为在加热的条件下，硬脂酸能够包覆陶土，这就使界面粘结粘结程度得到提高，从而提高复合材料的力学性能。

3.2 陶土用量对PVC绝缘料微观形貌的影响

式样陶土用量为20 phr，观察复合材料改性缺口冲击断面形态。了解复合材料处理前后界面形态的改变。可以看出，在未改性的PVC绝缘料中，陶土呈条状，具有较大的长径比；陶土表面光滑且与PVC基体存在明显的界面。这说明陶土与基体树脂间黏结较弱，在断裂过程中，陶土很容易从基体树脂中拔出，复合材料的机械性能自然就差。可以看出，陶土经过硬脂酸处理后，陶土表面略显粗糙，存在少量粘着物；部分陶土被剥开，极少陶土团聚；而且复合材料的界面变得模糊，少空隙存在。这说明硬脂酸的存在，改善了陶土与基体树脂的界面，因此在宏观上表现为复合材料的力学性能的提高。

4.结论

（1）随着陶土用量的增加，其力学性能总体呈现减小的趋势。

（2）随着陶土用量的增加，其体积电阻总体呈现上升的趋势。

（3）经过硬脂酸改性陶土后，PVC绝缘料的力学性能要明显优于未改性PVC绝缘料。

（4）SEM图分析表明：陶土经硬脂酸处理后，陶土与PVC基体树脂的相容性得到改善，界面变得模糊，因此在宏观上表现为复合材料的力学性能的提高。

参考文献：

[1]刘家栋.程控线缆用70℃PVC绝缘塑料的研制[J].聚氯乙烯，2000，（4）：31.

[2]何曼君，陈维孝，董西侠.高分子物理[M].上海：复旦大学出版社，1990.endprint