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常见无机填料分类和在改性PP中的应用(一)

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2017-11-16 15:19:00

聚丙烯由于其模量小,缺口敏感性强,冲击强度低,特别是低温和高应变速率下的冲击强度低,作为工程塑料的应用受到限制。通常增加PP的韧性是通过加入弹性体,但弹性体的加入往往使PP韧性增加的同时其他一些性能降低,如刚度、硬度等,因而人们尝试用无机填料来增加PP的力学性能。加入无机填料能提高材料的多项力学性能和热力学性能,包括刚度、抗蠕变性、热变形温度、收缩率等,但另一方面,无机填料的存在往往使材料的拉伸强度和韧性降低。

 

无机填料对材料力学性能的影响主要依赖于无机刚性粒子的形状、粒径大小、粒子团聚体大小、粒子表面特征和聚合物基体的性能。下面小编将介绍常用的无机填料在增强增韧聚合物中应用。

 

碳酸钙在增强增韧聚丙烯中的应用

 

碳酸钙产品分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。

 

重质碳酸钙简称重钙,英文简称为GCC,是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白至、贝壳等制得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小,所以称之为重质碳酸钙。目前工业生产重质碳酸钙主要有二种工艺,一种是干法,一种是湿法。干法工艺与湿法相比可生产出成本较低,用途广泛的产品。

 

轻质碳酸钙简称轻钙,又称沉淀碳酸钙,英文简称为PCC,是将石灰石等原料锻烧生成石灰主要成分为氧化钙和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳主要成分为氢氧化钙,然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后经脱水、干燥和粉碎而制得。或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀,然后经脱水、干燥和粉碎而制得。

 

碳酸钙是最早被应用于填充增强增韧PP的无机填料之一,且一直以来,微米级碳酸钙的应用都处于主导地位。研究表明,碳酸钙的加入能使PP的冲击强度升高,但拉伸强度降低,轻质碳酸钙的加入能同时提高的冲击强度和屈服强度,并且用硬脂酸处理过的PCC效果更好,用钛酸酯偶联剂处理过的碳酸钙能显著提高PP的冲击强度。

 

随着纳米级碳酸钙的出现,人们发现,用纳米碳酸钙能同时增强增韧,且增韧效果比微米级碳酸钙更好。研究表明,纳米碳酸钙的形态不同,复合材料的力学性能也大不一样。立方形纳米碳酸钙有利于改善复合材料的冲击性能,而纤维状纳米碳酸钙则能明显改善材料的拉伸性能,纳米碳酸钙能使PP球晶明显的细化,并能促进β晶型的生成。

 

玻璃微珠在增强增韧聚丙烯中的应用

 

玻璃微珠是一种新型的硅酸盐材料,包括实心和空心两种。通常将粒径为0.5-5mm的玻璃珠称为细珠,粒径在0.4mm以下的称为微珠;微珠根据不同的来源有多种,粉煤灰玻璃微珠是粉煤灰中提取出的一种轻质微型球状物质,它的主要成分是二氧化硅,还含有多种金属氧化物,粉煤灰玻璃微珠有耐高温、导热系数小等优点,用于填充塑料不仅可增加材料的耐磨、抗压、阻燃等性能,而且,它特殊的球形表面还可提高材料的加工流动性,另外,它表面光泽度好,可增加制品的表面光泽,减少表面的污垢吸附。

 

玻璃微珠(GB)被广泛用于PP的增强增韧。研究表明,随着GB用量的增加,单、双螺杆挤出PP/GB复合材料的拉伸模量、弯曲强度和模量均呈线性增长的趋势,而屈服强度则有小幅下降;断裂应变在低含量时有所提高,然后迅速下降,单、双螺杆挤出材料的冲击强度均有所提高,并在一定范围内随GB用量的增加而增大,且单螺杆挤出材料的冲击强度略高于双螺杆挤出材料,GB粒径对PP/GB复合材料的韧性有较大影响。
 


 

 

广东聚石化学股份有限公司是一家改性塑料生产企业,拥有无卤环保阻燃热塑性塑料、无卤阻燃工程塑料、无卤阻燃聚氨酯弹性体材料和阻燃母粒等4大系列30多个品种100多个牌号的产品。

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