該成果通過(guò)納米復(fù)合、合金化與加工助劑開(kāi)發(fā)三位一體，實(shí)現(xiàn)了PVC高性能化、抗靜電功能化和熱穩(wěn)定劑、增塑劑的安全、環(huán)保、綠色化目標(biāo)。對(duì)改善PVC的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)PVC產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)化工-材料一體化，提高PVC生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。該成果涉及材料、化工環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域，體現(xiàn)了多學(xué)科交叉。主要研究?jī)?nèi)容如下：
（1）集成分子自組裝-物理化學(xué)膨脹-磨盤(pán)碾磨固相力化學(xué)技術(shù)，建立了“實(shí)現(xiàn)層狀礦物層間剝離和與聚氯乙烯（PVC）的納米復(fù)合”新技術(shù)。（ZL201210294542.5）
通過(guò)肼、醋酸鉀與高嶺土層間羥基之間的氫鍵自組裝—微波輻照膨脹剝片—剝片高嶺土-PVC磨盤(pán)共碾磨，實(shí)現(xiàn)了高嶺土的片層剝離和與PVC的納米復(fù)合；通過(guò)PVC-TPU-剝片高嶺土共混，成功制備高嶺土/PVC/TPU納米復(fù)合材料，利用TPU與高嶺土的協(xié)同增韌效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了PVC的增強(qiáng)增韌。經(jīng)使用證明：韌性、抗老化性和防污等性能優(yōu)于傳統(tǒng)的碳酸鈣/PVC復(fù)合材料。
通過(guò)微波輻照實(shí)現(xiàn)了可膨脹石墨的高效膨脹，借助PVC-膨脹石墨（EG）的固相剪切碾磨，實(shí)現(xiàn)了石墨的納米化和與PVC的納米復(fù)合；首次發(fā)現(xiàn)加入彈性體CPE更有利于石墨的層間剝離，通過(guò)PVC- EG-CPE的共碾磨，實(shí)現(xiàn)了EG的類石墨烯（KG）化，成功制備KG/PVC/CPE復(fù)合材料。證明了KG/PVC/CPE復(fù)合材料的雙閾滲導(dǎo)電現(xiàn)象，在石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 3%和 5%時(shí)，電導(dǎo)率分別達(dá)到 10-7 s/m和 10-2s/m數(shù)量級(jí)。有望成為石墨烯/聚合物復(fù)合材料制備的規(guī)模化技術(shù)。
（2）通過(guò)微波輻照在溶液中實(shí)現(xiàn)了PVC-PS之間的Friedel-Crafts烷基化接枝反應(yīng)，采用反應(yīng)混煉技術(shù)，通過(guò)苯環(huán)與PVC之間的Friedel-Crafts反應(yīng)增容，實(shí)現(xiàn)了PVC與苯乙烯系聚合物的合金化，揭示了PVC/聚苯乙烯系聚合物合金化機(jī)理，建立了PVC/苯乙烯系聚合物合金化新技術(shù)。制備的 PVC/PS合金拉伸強(qiáng)度達(dá)到68.89 MPa，沖擊強(qiáng)度達(dá)到 55.5kJ/m2。（ZL201210251812.4）
在磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了馬來(lái)酸酐對(duì)PVC的固相力化學(xué)接枝，并以接枝產(chǎn)物PA6-g-SMA 作為PVC和PA6的增容劑，成功制備出了PVC/PA6合金材料，實(shí)現(xiàn)了PVC的增強(qiáng)增韌與工程化。
以十二烷基苯磺酸為摻雜酸，通過(guò)苯胺在微發(fā)泡PVC中的原位聚合，成功制備了PVC/聚苯胺合金材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PVC的抗靜電功能化的改性目標(biāo)。
（3）從PVC分子結(jié)構(gòu)缺陷出發(fā)，按照“依賴叔基氯、烯丙基氯對(duì)稀土離子的配位而穩(wěn)定，通過(guò)N-烴基馬來(lái)酰胺酸根對(duì)叔丁基氯、烯丙基氯的置換，改善PVC的結(jié)構(gòu)環(huán)境；通過(guò)稀土配合物吸收HCl，使之轉(zhuǎn)化為H[RECl2L2]，從而消除HCl熱均裂形成H、Cl自由基對(duì)PVC降解的催化作用；通過(guò)N-烴基馬來(lái)酰胺酸根與PVC在加工過(guò)程中生成的共軛多烯烴發(fā)生Diels-Alder加成反應(yīng)，阻隔PVC分子中的共軛鏈，阻止進(jìn)一步的降解，通過(guò)烴基R的選擇調(diào)控?zé)岱€(wěn)定劑與PVC的相容性”的思路，成功設(shè)計(jì)、制備出多種高效的N-烴基馬來(lái)酰胺酸合稀土配合物熱穩(wěn)定劑，并通過(guò)與其他熱穩(wěn)定劑復(fù)配增效，實(shí)現(xiàn)了高效、綠色和低成本化。（ZL201210072472.9）
篩選并證明聚己二酸乙二醇酯（PEA）對(duì)PVC有良好增塑效果，確定了PEA增塑劑的適宜數(shù)均分子量應(yīng)該在2000~2500。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PEA的微波輻照合成方案：己二酸與乙二醇的物質(zhì)的量比1/1.2，反應(yīng)時(shí)間20~29 min，反應(yīng)溫度210 ℃，真空度95 kPa，得到產(chǎn)品的數(shù)均分子量為2000左右。并通過(guò)與其他增塑劑的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了高效、綠色和低成本化。
