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                硅灰石填充聚丙烯性能差怎么办?改性!
                浏览量:1092

                尊龙登陆z6(wollastonite)是一种天然硅酸盐矿物,主要化学成分为CaSiO3,化学性质稳定、硬度高、成本低。形态上为针状、纤维状,作为增强填料被广泛应用于聚合物基复合材料。
                 
                  1、改性硅灰石填充聚丙烯复合材料
                  将聚丙烯、未改性/改性硅灰石、抗氧剂按一定比例混匀,用双螺杆挤出机共混挤出造粒,注塑制成标准测试样条,测试样条注塑的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、热稳定性(维卡软化点),并将复合材料冲断面镀金处理后进行SEM分析。
                  (1)性能对比
                  当硅灰石填充量为20%时,改性硅灰石填充聚丙烯复合材料与纯聚丙烯材料的性能对比:
                  冲击强度:硅灰石填充聚丙烯复合材料冲击强度为9.21 kJ/m2,比纯PP提升了86.11%;
                  拉伸强度:硅灰石填充聚丙烯复合材料拉伸强度为33.67 MPa,比纯PP提高7.34%;
                  弯曲强度:硅灰石填充聚丙烯复合材料弯曲强度为45 MPa,比纯PP提高了22.88%;
                  热稳定性:硅灰石填充聚丙烯复合材料维卡软化点为155.4℃,较纯PP提升了10.6%。
                   (2)SEM分析


                硅灰石填充聚丙烯性能差怎么办?改性!

                未改性/改性硅灰石填充聚丙烯复合材料冲击试样断面SEM
                 

                  由未改性/改性硅灰石填充聚丙烯复合材料冲击试样断面SEM照片可以看出:
                  未改性硅灰石在聚丙烯基体内发生比较明显的团聚,说明硅灰石与聚丙烯之间相容性很差;在样条注塑冲击断面处出现了大量空穴,针状硅灰石与聚丙烯基体之间有明显的分界线,许多硅灰石粒子并没有与聚丙烯很好的结合,导致了复合材料的力学性能较低。
                   经过改性后的硅灰石在聚丙烯基体中分散的更好,空穴基本消失,大量的硅灰石都粘附于基体之中,改性硅灰石与聚丙烯基体的界面相容性好。
                 
                  2、硅灰石常用改性剂
                  硅灰石常用的改性剂有硅烷偶联剂、硬脂酸、钛酸酯等。
                  (1)硅烷偶联剂和硬脂酸复合改性硅灰石
                  利用硅烷偶联剂KH-570和硬脂酸复合改性硅灰石,将固含量20%的硅灰石加入到装有无水乙醇的三口瓶中,加入一定量的复合改性剂(硅烷偶联剂KH-570占复合改性剂的50%),复合改性剂的用量为硅灰石质量的4%;80℃下机械搅拌2h,搅拌速度为600r/min;抽滤,80℃真空干燥8h后得到复合改性硅灰石。
                  硅烷偶联剂水解生成硅醇后与硅灰石表面的羟基反应,在其表面形成一层偶联剂分子膜,使硅灰石表面有机化。硬脂酸电离提供的酸性环境有利于该反应的进行,同时能在硅灰石表面形成一层硬脂酸分子包覆。故用二者复合改性能进一步提高改性硅灰石的亲油性能。制得的改性硅灰石疏水性能较单一改性效果好,大水接触角达143.25°。
                   改性后的硅灰石表面包覆有改性剂分子层,填充聚丙烯时,包覆在其表面的高分子层会与聚丙烯分子链相互缠结,能增强硅灰石与聚丙烯之间的作用力,增强硅灰石与聚丙烯的相容性。经过改性的硅灰石在聚丙烯基中分散性更好,填充聚丙烯制得的复合材料性能会有显著的增强。


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