聚丙烯由于其模量小,缺口敏感性強,沖擊強度低,特別是低溫和高應(yīng)變速率下的沖擊強度低,作為工程塑料的應(yīng)用受到限制。通常增加PP的韌性是通過加入彈性體,但彈性體的加入往往使PP韌性增加的同時其他一些性能降低,如剛度、硬度等,因而人們嘗試用無機填料來增加PP的力學(xué)性能。
加入無機填料能提高材料的多項力學(xué)性能和熱力學(xué)性能,包括剛度、抗蠕變性、熱變形溫度、收縮率等,但另一方面,無機填料的存在往往使材料的拉伸強度和韌性降低。
無機填料對材料力學(xué)性能的影響主要依賴于無機剛性粒子的形狀、粒徑大小、粒子團聚體大小、粒子表面特征和聚合物基體的性能。下面小編將介紹常用的無機填料在增強增韌聚合物中應(yīng)用。
硅酸鹽礦物在增強增韌聚丙烯中的應(yīng)用
目前,應(yīng)用和研究十分廣泛的硅酸鹽礦物有滑石粉、蒙脫土、硅灰石等,其中凹凸棒石、沸石也受到較多關(guān)注。
滑石粉和蒙脫土(MMT)均為層狀硅酸鹽礦物。滑石粉為片狀結(jié)構(gòu)的硅酸鎂鹽類礦物,通常其粒度越細分散效果越好,可提高材料的熱變形溫度及表面光潔度;MMT層間距較大,常采用插層法制備PP復(fù)合材料,MMT在PP基體內(nèi)可形成良好的插層結(jié)構(gòu),從而提高PP的抗沖擊及尺寸穩(wěn)定性。
凹凸棒石(ATP)是鏈層狀硅酸鹽。ATP是一種天然一維納米材料硅酸鹽礦物,其基本結(jié)構(gòu)單元為針狀或短纖維狀單晶體,ATP可以在微米填充和納米增強兩個水平上與聚丙烯進行復(fù)合,提高材料的力學(xué)性能。這種新型的粘土短纖維克服了一般玻璃纖維增強樹脂的流動性差、外觀粗糙、對加工設(shè)備磨損嚴(yán)重等缺點,因而擁有較高開發(fā)價值。
硅灰石是單鏈硅酸鹽礦物,通常呈片狀、放射狀或纖維狀集合體。研究表明,硅灰石填充塑料不但可以提高其力學(xué)性能,而且可以代替玻璃纖維使用,減少成本,但隨著填充量的增加,復(fù)合材料的硬度變大,對加工設(shè)備的磨損較嚴(yán)重。
沸石為架狀硅酸鹽礦物。它擁有豐富的孔道結(jié)構(gòu),能夠通過吸附或負載功能粒子,制備功能性較強的聚丙烯復(fù)合材料,提高產(chǎn)品的附加值。因此開發(fā)PP/沸石功能性復(fù)合材料十分具備潛力,成為目前研究和關(guān)注的熱點。
鈦白粉在增強增韌聚丙烯中的應(yīng)用
鈦白粉的化學(xué)成分為二氧化鈦,有金紅石型和銳鈦礦型,金紅石型是較穩(wěn)定的結(jié)晶形態(tài),結(jié)構(gòu)致密,硬度、耐候性和抗粉化性等優(yōu)于銳鈦型,對大氣中的各種化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定,不溶于水,耐熱性好。鈦白粉加入以后不僅可提高產(chǎn)品白度,還可減少紫外線的破壞作用,可提高聚丙烯的光老化性能,還可提高制品的剛性、硬度和耐磨性,但其和PP相容性較差,對其進行增容改性十分必要。
總結(jié)
近年來,聚丙烯/無機剛性粒子復(fù)合材料越來越被青睞,為其綜合性能的進一步提高和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大開辟了新的途徑。目前,如何有效加快無機剛性粒子在復(fù)合體系中的分散及無機剛性粒子與基體的結(jié)合,仍然是改性的主要方向,而建立聚丙烯無機剛性粒子復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)模型,對復(fù)合體系進行界面分子設(shè)計,通過無機剛性粒子與聚合物的表面物理化學(xué)改性,界面相容劑的合成,確定適宜的加工工藝,實現(xiàn)所設(shè)計的界面分子結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)材料性能的有效調(diào)節(jié)則是可以進行的方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,聚丙烯無機剛性粒子復(fù)合材料的制備方法必將得到進一步的完善,性能亦得到提高,高剛性、高韌性的聚丙烯無機剛性粒子復(fù)合材料的工業(yè)化應(yīng)用,將為我國通用塑料的工程化做出重要貢獻。
廣東聚石化學(xué)股份有限公司是一家擁有22年銷售、研發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗的改性塑料企業(yè),具備年產(chǎn)10萬噸改性塑料的生產(chǎn)能力,擁有環(huán)保改性聚烯烴材料、改性工程塑料和功能母粒等200多個牌號的產(chǎn)品。產(chǎn)品均通過IATF16949質(zhì)量管理體系認(rèn)證、通過美國UL認(rèn)證,符合歐盟委員會RoHs標(biāo)準(zhǔn);且廣泛應(yīng)用于汽車、智能家電、燈飾、環(huán)保電纜、OA設(shè)備、通信電子、衛(wèi)材塑料、電視機、涂料等行業(yè)。
聚石化學(xué)自成立以來,每年都承擔(dān)了多個省市區(qū)級科技計劃項目,目前擁有國內(nèi)外多項阻燃材料核心技術(shù)的發(fā)明專利。一直致力于無鹵阻燃環(huán)保阻燃材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并通過全球化的經(jīng)營實現(xiàn)了從內(nèi)銷主導(dǎo)到外銷兼顧的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變,通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新不斷使產(chǎn)品保持高技術(shù)含量和高附加值。
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