无机填料填充聚丙烯体系的研究

无机填料填充聚丙烯体系的研究
作者：张迪
来源：《科技创新与应用》2016年第26期
摘要：在无机填料填充聚丙烯体系中，存在了很多的无机物质，例如CaCO3、K4O4Ti、BaSO4、云母粉等物质，为了使人们对这一体系更好的了解，文章重点讨论了这些物质在该体系中的作用。

根据实验表明，CaCO3的使用提高了聚丙烯的耐热性，K4O4Ti对聚丙烯的冲击强度作用最小，BaSO4对聚丙烯光泽度的作用最低，云母粉对聚丙烯光泽的影响最大。

关键词：无机填料；聚丙烯；体系；研究
引言
在当前阶段中，社会中使用塑料品越来越多，而聚丙烯就是其中之一。

聚丙烯由于生产原料丰富，操作工艺较为简易，并且，与另其他塑料相比，其成本价格比较低廉，具有更高的综合性能，在加上其没有毒性以及较大的气味，因此，在当前阶段中被广泛的应用，尤其是在汽车、电子等高端的行业中。

而随着聚丙烯的使用，其具有耐老化等缺点也逐渐的体现出来，这时就加入了无机填料来增加其性能，因此，在当前阶段，为了使聚丙烯更好的发展，加强对无机填料填充聚丙烯体系进行研究成为了一项重要内容。

1 实验部分
1.1 原材料
在实验进行之前，首先就要对实验的材料进行选取。

在选择聚丙烯时，我们使用的是湖北邦盛化工有限公司生产的聚丙烯；在选择CaCO3时，选取了两种类型的产品，一种为河南新密生产的轻质CaCO3，易溶于水，另一种为四川新都生产的重质CaCO3，这种类型的CaCO3几乎不溶于水；在选择K4O4Ti时，使用的是江苏金坛程恩化工有限公司生产的K4O4Ti；在选择BaSO4时，我们选择的是山东天昊射线防护工程有限公司生产的BaSO4；选择云母粉时，选择的是深圳市海扬粉体科技有限公司生产的云母粉。

1.2 实验
在实验的过程中，将样品按照一定的比例混合到一起，将其加入到混合机中，将温度设定到190～230℃，转速120r/min，高速搅拌3min后将机器停止，使用双螺杆挤出机将混合物挤出；在进行聚丙烯冲击强度试验时，首先需要将样品冲击出一定的缺口，这时使用的是美国生产的ASN型冲击试验机铣，使用的试条为上海纪威生产的CWI-160型注射机[1]。

1.3 实验测试
在对聚丙烯冲击强度进行测试时，使用的是国家相关的标准，利用美国ATLAS-BPI生产的仪器；在进行光泽度测试时，使用的是英国PHOPOINT公司生产的仪器，对样品进行60°角照射；在对聚乙烯进行耐热性实验时，使用的是示差扫描量法，使用的设备为美国珀金埃尔默股份有限公司生产的仪器，在仪器中冲入氮气，设定升温速率为10℃/min[2]。

2 结果与讨论
2.1 无机填料对体系冲击性能的影响
将配合好的20分样品材料加入到聚丙烯中，在进行测试中我们就可以发现，无机物的加入对冲击强度的影响不是很明显，但是从交联弹性体体系方面来看，又有较为明显的影响。

具体数据如表1所示。

从上表中我们就可以发现，在聚丙烯中加入了无机填料后，对其具有的冲击强度影响的不是很大，相对来说，轻质CaCO3对其影响最小，而且是降低了聚丙烯的冲击强度，同时BaSO4也有这一特点；其余的两种样品材料影响较大，都使聚丙烯的冲击强度得到了一定的加强。

并且在随着无机填料样品的增加，聚丙烯的冲击强度也在逐渐的下降，增加的比例越多，其下降的速度就越慢。

无机填料对该体系冲击强度的影响因素有很多，例如无机填料的结构、粒径等，根据不同的需求来选择不同的材料能使聚丙烯的作用更能满足冲击强度的需求[3]。

2.2 无机填料对体系耐热性的影响
在聚丙烯中加入无机填料后，最大的优点就是提高了聚丙烯的耐热性，因此，我们就将每种无机填料与聚丙烯按照1：4的比例进行调配，通过融化的过程对其进行了分析，得到了每种无机填料的示差扫描量图像。

根据图像我们可以发现，在初始吸热量中，K4O4Ti的温度最低，其温度为145.15℃，轻质CaCO3的温度最高，其温度为151.86℃，另外两种样品的初始吸热温度基本相同，差距不是很明显，都在148℃左右。

从聚丙烯的融化峰值角度来看的话，就会发现，其峰值比较接近，轻质CaCO3的峰值略高一些，而另外4种样品的峰值基本基本一致。

通过对并丙烯中加入的各种填料对比可以发现，加入轻质CaCO3的聚丙烯不论是初始吸热温度的角度，还是融化峰值的角度，提高的幅度都很明显，另外4种材料提升的幅度不是很明显，因此，就可以说，轻质CaCO3对聚丙烯耐热性的影响较大，而另外4种材料的影响较小，并且影响的效果相差不明显[4]。

2.3 无机填料对体系光泽度的影响
随着社会当中塑料用品的使用逐渐的增加，在这种情况下，对材料光泽的要求就不断的提高，因此，就进行了无机填料对聚丙烯光泽的影响。

而在实验中表明，所有的填料都对光泽就有一定的影响，详情如表2所示。

根据上表可以发现，在5种无机填料中，云母粉对聚丙烯的光泽影响较大一些，其余4种材料对聚丙烯的光泽影响相差不多，其中BaSO4的影响效果较小一些，导致这种现象的产生
主要是BaSO4具有球状的特殊结构，在光照射到聚丙烯表面后，球状结构能够更好地将光进行反射，因此，BaSO4对聚丙烯的光泽影响不是很大[5]。

3 结束语
通过本次实验我们可以发现，在聚丙烯中加入了无机物质后，就会对其抗冲击性进行一定的影响，使其抗冲击的能力有所降低，其中轻质CaCO3对其产生的作用最小，K4O4Ti产生的作用最大；在对光泽影响的实验中，云母粉对聚丙烯的影响较大一些，其余4种材料对聚丙烯的影响基本相差不多，而BaSO4对聚丙烯的影响相对较小一些；在耐热性的实验中可以发现，大部分的无机物对聚丙烯的影响基本一致，无较大的影响，只有轻质CaCO3提高的聚丙烯熔点较大。

参考文献
[1]张闻达，宋益龙，陈毅，等.高填充无机填料对三嗪系膨胀阻燃聚丙烯性能的影响[J].塑料科技，2014，6（6）：44.
[2]王爱东，于海鸥，杨霄云，等.新.填充聚丙烯的热氧老化性能研究[J].塑料工业，2013，9（7）：68.
[3]马拯，刘璐.无机填料的改性及其在复合材料中的应用[J].装备制造技术，2011，11（6）：169.
[4]黄河，李磊，方伟，等.聚丙烯复合材料研究进展[J].合成材料老化与应用，2016，2（2）：68.
[5]张艳珠，何小芳，戴亚辉，等.无机填料改性聚丙烯结晶性能的研究进展[J].塑料包装，2012，5（4）：29.。