聚氯乙烯(PVC)是世界上五大合成树脂之一，具有无卤、耐腐蚀、绝缘、耐锈蚀等优良的综合性能，再者，其还具有价钱低廉、原材料来源便捷等优点，已在各个领域得到了广泛应用。
无机填料的添加除了能提升PVC材料的热学和力学性能，能够大大减低成本。在硬质PVC中常用填料是氯化钙，极少用到滑沙石。但滑沙石在ABS、PP等其他塑胶中常用作提高填料。笔者将氯化钙与滑沙石复配，加入PVC中，通过熔体共聚物法治得了综合性能良好的PVC/氯化钙／滑石粉复合材料，研究了氯化钙/滑石粉复配比例对PVC复合材料耐热性能、力学性能和加工性能的影响。
1试验部份
1.1 主要原料
PVCSG8,电石法，四川鲁泰物理有限公司。滑沙石，粒径5μm,市售。氯化钙，粒径10μm,市售。钙锌稳定剂，R9259792597FP,百尔罗赫新材料科技有限公司。加工涂料，DL-20,广东东临新材料股份有限公司。润滑剂，629a,市售。
1.2 主要设备
力矩流变仪，北京科创橡塑机械设备有限公司。PVC胶卷积层压片机，铁路测量仪器有限公司。
电子万能试验机，美特斯工业系统（中国）有限公司。
悬臂梁冲击试验机，上海市中威仪器有限公司。
维卡软化气温测试仪，铁路测量仪器（广州）有限公司。
1.3样品制备
1.3.1基本配方
PVC,100份；钙锌稳定剂，4份；加工助剂，1份；润滑剂，2份；钛白粉，2份。
1.3.2试样制备
将PVC、钙锌稳定剂、加工涂料、润滑剂、碳酸钙、滑沙石等装入高速搅拌机中，混料10min。然后将混和好的物料通过大型密炼绝密炼，PVC胶卷积层压片机压片，再经过万能制样机制备样条。共制备7个样品，样品1~样品7中氯化钙与滑沙石质量比分别为30∶0、25∶5、20∶10、15∶15、10∶20、5∶25、0∶30。
1.4性能测试与表征
弯曲性能依照GB/T9341—2008《塑料弯曲性能的测定》测试，试样规格为80mm×10.0mm×4.0mm,试验速率为2mm/min。
缺口冲击硬度根据GB/T1843—2008《塑料悬臂梁冲击硬度的测定》测试，V形缺口，试样规格为80mm×10.0mm×4.0mm,缺口深度2mm。
维卡软化气温根据GB/T1633—2000《热塑性塑胶维卡软化气温(VST)的测定》测试，试验方式为B50法，试验规格为10.0mm×10.0mm×4.0mm。
加工性能测试：称取300g混和料，倒入力矩流变仪中，测试水温为175℃,记录力矩随时间的变化关系，之后按要求读取所需数据。
2结果与讨论
2.1无机填料药量对PVC复合材料维卡软化气温的影响
无机填料药量对PVC复合材料维卡软化气温的影响见图1。
由图1可见：随着滑沙石浓度的降低，PVC复合材料的维卡软化气温先下降后增加，当氯化钙／滑沙石质量比为10∶20时，维卡软化气温最高(78.6 ℃)。氯化钙和滑沙石复合添加时PVC复合材料的维卡软化气温比单独添加时高，说明氯化钙／滑沙石 复合添加对提升PVC复合材料维卡软化气温有利。
2.2 无机填料药量对PVC复合材料冲击硬度的影响
无机填料药量对PVC复合材料冲击硬度的影响见图2。
可见：随着滑沙石药量的降低，PVC复合材料的缺口冲击硬度先增高后增加，当氯化钙／滑 沙石质量比为20：10时，缺口冲击硬度最高(7.738 kJ/m2),此后显著增长；只添加滑沙石时，缺口冲击硬度最低。说明氯化钙与滑沙石按一定比列复配可以提升PVC复合材料的缺口冲击硬度。氯化钙与 滑沙石与PVC缺口冲击硬度形成上述关系的诱因 可能是氯化钙和滑沙石复配填充了碳化物间的缝隙，产生碳化物表面和填料间的缠结点，缠结点有助于提升界面粘合力，当氯化钙／滑沙石质量比为20：10时，缺口冲击硬度达到峰值，随着滑沙石药量增多，晶界间的缝隙逐步减小，缺口冲击硬度升高。
2.3无机填料药量对PVC复合材料弯曲硬度和弯曲挠度的影响
无机填料药量对PVC复合材料弯曲硬度和弯曲挠度的影响见图3。
可见：随着滑沙石药量的降低，PVC复合材料的弯曲挠度渐渐下降，当氯化钙／滑沙石质量比为5：25时，弯曲挠度为6300MPa,比单纯添加 30份氯化钙提升了104%,滑沙石药量越多，弯曲模 量提高越显著。这主要与滑沙石的片层结构有关，相比球状结构的氯化钙，块状结构的滑沙石更利于提升塑胶的弯曲挠度[8]。
还可看出，PVC复合材料的弯曲硬度随着复合填料中滑沙石药量的降低先降低后增加。当氯化钙／滑沙石质量比为15∶15时，PVC复合材料的弯曲硬度达到最大值(77.81MPa),随着滑沙石药量再降低，弯曲硬度增加至40.5MPa后不再显著减少。因此氯化钙／滑沙石质量 比在10∶20~20∶10时，PVC复合材料的弯曲性能较好。2.4 无机填料药量对PVC复合材料加工性能的影响
无机填料药量对PVC复合材料加工性能的影响见图4。
由图4可见，随着滑沙石药量的降低，PVC复合材料的塑化时间越来越长。同时，塑化力矩和塑化气温越来越高。这主要与滑沙石的片层结构有关，滑沙石药量越多，体系磨擦系数越小，因此塑化整体延后，故氯化钙／滑沙石质量比控制(25∶5)~(15∶15)较为适合。在兼具PVC复合材料的其他综合性能的情况下，应尽量减少滑沙石的药量。
3 推论
(1)通过熔体共聚物法制备PVC/氯化钙／滑沙石复合材料，测试结果表明：氯化钙与滑沙石复配有利于增强材料的冲击硬度、弯曲硬度、弯曲挠度和维卡软化体温。氯化钙与滑沙石复配质量比为10∶20时，PVC复合材料维卡软化气温最高(78.6℃);氯化钙与滑沙石复配质量比为15∶15时，PVC复合材料弯曲硬度最高(77.81MPa);氯化钙与滑沙石复配质量比在20∶10时，PVC复合材料缺口冲击硬度最高(7.738kJ/m2);氯化钙与滑沙石复配质量比在5∶25时，PVC复合材料弯曲挠度最高(6300MPa)。
(2)在PVC/氯化钙／滑沙石复合材料中，滑沙石添加越多，复合材料的弯曲挠度提高越显著，但塑化时间也更长。综合考虑，氯化钙与滑沙石复配质量比在(20∶10)~(15∶15)较为合适。
(3)滑沙石和氯化钙的加入除了增强了材料硬度和刚性，还有利于减少PVC复合材料的成本。
