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聚氯乙烯增韧改性,在提高PVC冲击强度的同时,不损失其原有的拉伸强度和弯曲模量,一直是PVC增韧改性的方向。本文合成了不含任何添加剂的纳米碳酸钙-橡胶复合粒子,研究了复合粒子的干燥性能和成粉机理。用开炼-模压法将复合粒子和PVC制成三元复合材料,研究不同纳米CaCO3/丁苯胶乳(SBR)配比、不同复合粒子含量以及含不同胶乳的复合粒子对复合材料的力学性能的影响规律,并探讨了复合粒子的增韧方式,对工业化开发增韧PVC用无机刚性粒子-橡胶复合粒子具有重要的理论意义和现实价值。以纳米CaCO3浆料和SBR为原料合成了纳米CaCO3填充型粉末丁苯橡胶(P(CaCO3/SBR))复合粒子。研究表明, P(CaCO3/SBR)是热敏性物料,在干燥过程中易发生黏结。P(CaCO3/SBR)中两组分的含量对粒子干燥物性影响较大,当P(CaCO3/SBR)中纳米CaCO3含量小于80%时,需要采用动态干燥方式(如喷雾干燥)才能获得干燥粉料；而当纳米CaCO3含量大于80%时,可以不考虑P(CaCO3/SBR)在干燥过程中的黏结现象而采用高效组合干燥方式干燥物料。P(CaCO3/SBR)的成粉原理主要是纳米CaCO3表面的Ca2+和胶乳粒子表面阴离子乳化剂产生的COO-发生键合作用,胶乳粒子聚集到纳米CaCO3表面破乳形成颗粒产物。选择纳米CaCO3和SBR的重量比大于或等于1：1的粉末化体系,可以获得纯净的P(SBR/CaCO3)产物。研究PVC/P(SBR/CaCO3)三元复合材料的力学性能表明,P(CaCO3/SBR)中两组分对PVC具有协同增韧作用。同时,随着复合粒子含量或者纳米CaCO3/SBR配比的增加,复合材料的冲击强度呈现先增后减的单峰型变化规律。当P(CaCO3/SBR)与PVC的质量比为15：100,且纳米CaCO3和SBR的配比为7：3时,复合材料的综合力学性能最好,缺口冲击强度达最大值20.9kJ/m2。改变复合粒子中橡胶组分的种类,固定纳米CaCO3和橡胶的配比为7：3,制得与PVC相容性更好的纳米CaCO3填充型粉末羧基改性丁苯橡胶(P(CaCO3/X-SBR))和丁腈橡胶(P(CaCO3/NBR))复合粒子。与P(CaCO3/SBR)改性规律不同,P(CaCO3/X-SBR)和P(CaCO3/NBR)能够实现对PVC的增强增韧,并且相容性更好的P(CaCO3/NBR)改性效果更加显著,当其含量为15%时,PVC/P(NBR/CaCO3)复合材料的缺口冲击强度达最大值43.4 kJ/m2,同时拉伸强度和弯曲模量比纯PVC分别提高了17.4%和25.2%。三种复合材料的TEM观察结果显示,复合粒子在PVC基体中分散均匀,且以两种形式存在,即裸露的纳米CaCO3粒子和橡胶包裹纳米级尺寸纳米CaCO3的“包裹态”粒子。结合SEM断面形貌分析表明,三种复合粒子的增韧方式存在差异,复合粒子中的橡胶组分与PVC的相容性是主要决定因素。