Page 51 - 《精细化工》2021年第6期
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第 6 期 汪宇泽，等: PVC 基液态阻尼材料的制备及流变性能 ·1113·
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图 4a 显示，由于超细活性 CaCO 3 颗粒及其聚 个 PVC 微球和 4×10 个 DOTP 分子。根据计算结果，
集体镶嵌在样品表面，粒径比图 4b 的断裂截面的 在图 6a 中，空白部分表示 DOTP 连续相，黑色为
CaCO 3 颗粒要小一些。图 4b 显示熔融固化后，PVC CaCO 3 颗粒，按大小和数量比例画出 PVC 微球，建
吸收 DOTP 后形成连续相，而 CaCO 3 颗粒（白色类 立 LASD 刚性颗粒-柔性微球-浆料体系聚集态模型，
球形区域）和 CaCO 3 颗粒脱落形成的类球形孔洞（黑 利用模型分析各组分间相互作用情况。
色区域），其直径在 3 μm 左右；另外，仍存在不规则 静止状态时 PVC-LASD 浆料的模型如图 6a 所
CaCO 3 颗粒团聚体（尺寸 10~20 μm 不规则白色区域）。 示，呈现海岛结构。分散相由悬浮的黑色直径 3 μm
对图 4b 中表层的白色球状颗粒进行 EDS 能谱分析， 的 CaCO 3 颗粒和尺寸 10~50 μm 的 CaCO 3 团聚体，
结果见图 4c。结果表明，图 4b 中的白色球形颗粒为 以及直径 1 μm 的 PVC 微球组成，PVC 微球表面有
CaCO 3。 大量漂浮在 DOTP 溶液中的 PVC 分子链。由于
2.5 PVC-LASD 浆料体系的流变机理 CaCO 3 颗粒和 DOTP 相容性较差，容易通过热运动
王芳等 [22] 在实验中通过拉伸性能、相容性、耐 碰撞聚集形成团聚体，进一步形成三维骨架网络而
抽出性、热稳定性及 DMA 等多个角度对 LASD 样 赋予浆料较高的模量和良好抗流挂性能。
品进行测试，结果表明，DOTP 能够较好地增塑改 流动状态下的 PVC-LASD 浆料的模型如图 6b
性 PVC。图 5 为 6# PVC-LASD 样片的热失重及失 所示。当 PVC-LASD 受剪切力作用开始变形流动时，
重速率曲线。由图 5 可知，样品主要在两个温度区 剪切应力通过 DOTP 溶液传递到 CaCO 3 颗粒和团聚
间发生了分解：区间 1 主要是样片中相对分子质量 体后，剪切应力使团聚体变形，变形加大后解团聚。
较低的物质（比如增塑剂 DOTP）的挥发所致，该 CaCO 3 的团聚-解团聚作用对 PVC-LASD 在剪切速
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区域温度在 200~300 ℃；区间 2 是 PVC 分子结构 率 0.1 s 时表观黏度和抗流挂性能有重要作用。随
的断裂与重组引起的质量损失，温度在 400~ DOTP 质量分数增加，CaCO 3 体积比减少，初始剪
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500 ℃。常温时，PVC 分子之间的强作用力限制 切应力降低，符合图 3a 剪切速率 0.1 s 时的结果，
DOTP 的热运动，其既不能溶解 PVC，也不能从 PVC 而随 CaCO 3 颗粒质量分数增加，初始剪切应力提高，
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分子中析出。利用 DOTP 和 PVC 相互作用特性，常 符合图 3b 剪切速率 0.1 s 时的结果。随剪切应力提
温时将 DOTP 作为 LASD 的溶剂使 PVC 微球悬浮于 高，CaCO 3 团聚体骨架网络被破坏后体系开始流动，
浆料中，赋予 LASD 流动性，可喷涂成型。在金属 PVC 微球受剪切力作用拉伸成为长条形，PVC 微球
基体上喷涂成型得到湿膜后，经过高温原位熔融工 由于变形，导致外围和 DOTP 分子之间相互作用的
序，DOTP 进入 PVC 分子间得到连续相为增塑 PVC 分子链数量减少，摩擦力降低，对应表观黏度降低。
–1
的固体阻尼材料。 当剪切速率继续增大，特别是大于 100 s 时，PVC
微球已全部变形取向，和 DOTP 接触摩擦的 PVC 分
子链数目不再减少，体系表观黏度保持不变，流变
曲线出现平台区即第二牛顿区，赋予 LASD 良好的
高速加工稳定性。
图 5 6# PVC-LASD 样片的 TGA 曲线
Fig. 5 TGA curves of 6# PVC-LASD sample
假设单个 CaCO 3 颗粒为球体，其平均粒径为
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3 μm，其单个颗粒质量为 3.9×10 mg；PVC 微球的
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平均粒径为 1 μm，其单个微球质量为 2.2×10 mg。
以 m(PVC)∶m(CaCO 3 )∶m(DOTP)∶m (其他)=45∶ a—静止状态；b—流动状态
30∶20∶5 为例，根据 DOTP 相对分子质量和阿伏 图 6 样品分子模型
伽德罗常量，计算得出单个 CaCO 3 颗粒周围约有 30 Fig. 6 Sample molecular models
