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常见无机填料分类和在改性PP中的应用
发布时间:2021.08.25
信息摘要:
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。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。

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。

 


317-硅酸盐矿物在增强增韧聚丙烯中的应用
硅酸盐矿物在增强增韧聚丙烯中的应用

 


目前,应用和研究最为广泛的硅酸盐矿物有滑石粉、蒙脱土、硅灰石等,其中凹凸棒石、沸石也受到较多关注。

 

滑石粉和蒙脱土(MMT)均为层状硅酸盐矿物。滑石粉为片状结构的硅酸镁盐类矿物,通常其粒度越细分散效果越好,可提高材料的热变形温度及表面光洁度;MMT层间距较大,常采用插层法制备PP复合材料,MMT在PP基体内可形成良好的插层结构,从而提高PP的抗冲击及尺寸稳定性。

 

凹凸棒石(ATP)是链层状硅酸盐。ATP是一种天然一维纳米材料硅酸盐矿物,其基本结构单元为针状或短纤维状单晶体,ATP可以在微米填充和纳米增强两个水平上与聚丙烯进行复合,提高材料的力学性能。这种新型的粘土短纤维克服了一般玻璃纤维增强树脂的流动性差、外观粗糙、对加工设备磨损严重等缺点,因而拥有较高开发价值。

 

硅灰石是单链硅酸盐矿物,通常呈片状、放射状或纤维状集合体。研究表明,硅灰石填充塑料不但可以提高其力学性能,而且可以代替玻璃纤维使用,减少成本,但随着填充量的增加,复合材料的硬度变大,对加工设备的磨损较严重。

 

沸石为架状硅酸盐矿物。它拥有丰富的孔道结构,能够通过吸附或负载功能粒子,制备功能性较强的聚丙烯复合材料,提高产品的附加值。因此开发PP/沸石功能性复合材料极具潜力,成为目前研究和关注的热点。

 


317-钛白粉在增强增韧聚丙烯中的应用

钛白粉在增强增韧聚丙烯中的应用

 

钛白粉的化学成分为二氧化钛,有金红石型和锐钛矿型,金红石型是最稳定的结晶形态,结构致密,硬度、耐候性和抗粉化性等优于锐钛型,对大气中的各种化学物质稳定,不溶于水,耐热性好。钛白粉加入以后不仅可提高产品白度,还可减少紫外线的破坏作用,可提高聚丙烯的光老化性能,还可提高制品的刚性、硬度和耐磨性,但其和PP相容性较差,对其进行增容改性十分必要。

 

总结

近年来,聚丙烯/无机刚性粒子复合材料越来越被青睐,为其综合性能的进一步提高和应用领域的扩大开辟了新的途径。目前,如何有效促进无机刚性粒子在复合体系中的分散及无机刚性粒子与基体的结合,仍然是改性的重点,而建立聚丙烯无机刚性粒子复合材料的微观结构模型,对复合体系进行界面分子设计,通过无机刚性粒子与聚合物的表面物理化学改性,界面相容剂的合成,确定适宜的加工工艺,实现所设计的界面分子结构,从而实现材料性能的有效调节则是可以进行的方向。随着科学技术的发展,聚丙烯无机刚性粒子复合材料的制备方法必将得到进一步的完善,性能亦得到提高,高刚性、高韧性的聚丙烯无机刚性粒子复合材料的工业化应用,将为我国通用塑料的工程化做出重要贡献。



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