滑石粉填充改性聚丙烯性能实验研究之一
滑石粉与有机成核剂复配改性抗冲击共聚聚丙烯
电等重 要 领域 , 极 大地 拓 宽 了P P 的应 用 范 围u ] 。
抗 冲击 共 聚 P P 的力 学 性 能及 耐 热 性 能 与 其结 晶
按 照牌 号 为2 5 0 0 H的P P 粒料 配 方 , 分别 称 取 P P 粉料 、 NA 和T A, 充 分 混 匀后 加入 挤 出机 挤 出 造粒。 挤 出机 螺杆 一至 五段 温度设 定为 2 0 0 , 2 1 0 , 2 1 0 , 2 1 0 , 2 1 0 , 1 9 0℃ ( 机头 ) , 螺杆 转速 1 5 0 r / m i n 。 复合材料 颗粒在 2 2 0 ~ 2 3 0 c C , 注射压 力 1 0 M P a , 冷 却 时 间1 5 s 的条件下注 塑成样 条。 1 . 3 测试 与表征
优 良的P P 复合材料 , 使其在家电和汽车等领域代
替部 分工 程塑料 。
1 实验 部分 1 . 1 原料 与设备
拉 伸性 能按 G B / T 1 0 4 0 . 2 -2 0 0 6  ̄ ] 1 试, 弯 曲模 量按 G B / T 9 3 4 1 -2 0 0 8  ̄ ] m 试, 简 支梁缺 口冲击 强度 按G B / T 1 0 4 3 . 1 —2 0 0 8 测试, 负荷 变形 温度 ( 负荷
光显 微镜观 察。
对 叔 丁 基 苯 甲酸 羟 基 铝 , 分 子式 为【 ( c H。 ) , 一
高抗冲PP/滑石粉复合材料的研究
近 年来 PP在 型材 、片 材 、板 材 和 薄 膜 市场 POE—g—MAH、EPDM—g—MAH 沈 阳 四维高 聚物 有
的用途 均不 断扩 大 ,PP在 汽 车 工业 、器 械 、家具 限公 司 ;POE弹性体 ,日本 三井化学 公 司 .
方面 的消 耗 量 也 快 速 增 加 …1.但 聚丙 烯 具 有 机 械强 度低 、耐热性 差 、收缩 形变大 、抗蠕 变性差 等 缺 陷 ,在 应 用上 ,特别 是 作 为结 构材 料 受 到很 大 限制 ,因此 ,对 聚丙 烯进 行 改性 成 为一 个重 要 的 研究课 题 [2_3].滑 石 粉 是 一 种 由层 状 硅 酸 盐 晶 体组 成 的矿物 ,聚合物 中直接填 充滑石 粉往往 使 制 品力学 性能下 降 ,对 滑石粉进 行表 面改性 可有 效 地改进 与聚合 物 的界 面亲 和性 ,改 善填料 在高
聚物基料 中 的分 散状态 ,提高 复合材 料 的力 学性 能[4-5].本文 研 究 不 同增 韧 剂 按 不 同 比例 增 韧 PP/N 石 粉复合 体 系力学 性能 的影 响 .
1.3 实验 工艺 方法 把称量 好 的 PP和滑 石粉 混 合均 匀后 ,把 一
定量 的增 韧剂加 人 PP侑 石 粉 中 ,干燥后 放 人挤
1.2 实验设 备及测 试仪 器
SHR型高 速混 合 机 ,张 家港 市格 兰机 械 厂 ; 双螺杆 挤 出机 (TSE一35A),南京瑞 亚 高聚 物装 备 公 司 ;注塑 机 (NG-120A),无 锡 格 兰机 械 有 限公 司 ;电子 万 能拉 伸机 ,深 圳 市瑞 格 尔仪 器 有 限公 司 ;悬 臂梁 式冲击 试验 机 (Ⅺ U一22),承德 试验 机 有 限责任公 司 .
滑石粉在塑料改性中的应用解析
本文摘自再生资源回收-变宝网()滑石粉在塑料改性中的应用解析
1、在聚丙烯树脂中的应用(PP)
滑石粉常用于填充聚丙烯,滑石粉具有薄片构型的片状结构特征,因此粒度较细的
聚丙烯的结晶性,从而使聚丙烯各项机械性能提高,又由于提高结晶性,细化晶粒,亦能提高聚丙烯的透明性。填充20%和40%超细目滑石粉的聚丙烯复合材料,不论是在室温和高温下,都能够显著提高聚丙烯的刚性和高温下的耐蠕变性能。
在汽车工业中,聚丙烯添加滑石粉主要用于汽车的保险杠和仪表盘,另外还用于风扇罩、加热器罩、导管、蓄电池防热板、流体泵件等;在飞机工业中,用于冰箱门衬垫、加热器及真空泵罩、洗涤机搅拌器;在电气工业中,用于注塑成型各种仪表壳体和电气元件,在家电工业中,用于冰箱抽屉、洗衣机滚筒等注塑件。
2、在聚乙烯树脂中的应用(PE)
用它填充聚乙烯能够提高以下性能:
①韧度、挠曲模量和扭曲模量;
②提高挠曲强度;
③降低在常温和高温下下蠕变倾向;
④提高热变温度及尺寸稳定性;
⑤改善变形和翘曲,同时亦有较低的热膨胀系数;
⑥改进导热性;
⑦提高模塑件的表面硬度及光洁度;
⑧提高聚乙烯的机械强度。
添加不同比例的滑石粉对聚乙烯材料的物性将产生不同的影响,添加比例在10-15%达到最佳。
对于聚乙烯吹塑薄膜来说,填充超细滑石粉母料比其他填料好,易成型、工艺性好。而且,该种薄膜可使氧气透过率降低80%,特别适合包装含油食品,如花生米、蚕豆等,长期保持不出油、不变质:该种薄膜可使水蒸气透过率降70%,具有很好的防潮性,很适合作地下土工防潮布,也适用于包装食品。
改性滑石粉填充聚丙烯的研究
Ma i g u e o e mo i e ac p wd rt l t e p l p o ye e, h f c f c a i rp ris a o t h n df d, k n s ft d f d t l o e f l h oy r p ln t e ef t h i oi e o me h n c p o e t b u e u mo i e e t i
Ke r y wo ds:p l p o ye e;tl il r a a ii fme h n c oy r p l n ac;f l ;c p b l y o c a is e t
但 刚性粒 于引发银纹或剪切带 的能力还远远不如 弹性粒 于。 () 3 无机 刚性粒子在塑料基体 中阻滞裂纹 的扩展 , 一般是通 过以下两种机 制实现 的。其一 为钝化 机制 , 即裂纹 尖端 因粒子 周 围的脱粘 ( 形成孔 洞 ) 而钝化 。其 二为 钉扎机 制 , 即较刚 硬的 第二相粒于及其 周 围的强化效 应 , 使裂纹 难 以顺利 通过 。根 据 具有 良好界面粘结 的刚性 粒子具 有较高 的“ 钉扎 ” 效 滑石粉是一种由层状 硅酸 盐晶体组 成 的矿 物 , 用滑 石粉 以上分析 , 采 填充的 P , P 耐热性好 , 收缩 率低 , 尺寸稳定性好 , 硬度高 。滑石粉 应 。也有人认为 当裂 纹无法 贯穿 刚性粒 于而 继续前 进 时 , 被 将 在此情 况下 材料 的临界 能量 释放率将 有所 提 填充 P P复合材料已广泛应用于汽车部 件及 日常用品 的生 产 , 其 迫转弯而成 弓形 , 产品与未填充滑石粉的 P P相 比具 有 良好 的 表 观 质 量 、 的 收 缩 高 , 低 材料破坏则需 要更 多的能量 , 结果使材料变韧 。 () 4 当无机粒子和基体界面粘结 良好时 , 由于偶联剂 的偶联 率和较高的热变形温度 , 然而 由于两相 界面 的亲 和性不强 , 滑石 体 结果使 整 个 体 系连成 了一个 整 粉的直接填充往往导 致一些 力学性 能 的下 降 , 从而使 复合 材料 作用 , 系形 成 了 网络状 结构 , 有利于应力的均化和传递 , 从而使材料变韧 。 的应用受到限制。对其 进行 表面改性处理可有效 地改进 滑石粉 体 , () 5 在复合体系相界面粘结牢 固的情况下 , 试样熔体成 型冷 与 聚 合 物 的 界 面 亲 和性 , 高 聚 合 物 对 滑 石 粉 的 润 湿 能 力 , 善 提 改 械强度低 、 热性 差 、 耐 收缩 形 变大 、 蠕 变性 差 等缺 陷 , 应用 抗 在 上, 特别是作 为结 构材料 , 到很 大限制 , 受 不能 作为 高性 能 的工 程塑料 …。因此 , 对聚丙烯进行改性 , 之工程化就成 为一个重 使 要的研究课题。 滑石粉填料在高聚物 基料 中的分散 状态 , 而提高 复合材 料 的 从 物 理 力 学 性 能 。 却过程 中 , 因基体和填料不同的收缩率而产 生了界 面应力 , 可十 扰结 晶性基体 中球 晶的生长环 境 , 并诱导 填料 基质周 围基 体树 脂 的结 晶 , 使试样形 成 由伸展链 晶体所 组成 的界面过 渡 。各 促 伸展链 晶体相互贯 穿 , 成 了 以无 机粒 于为 中心的 伸展链 晶体 形 网络结构 。在应力 的作用下 , 由于伸展链 晶体的方 向性 , 方面 一 引发大量 的微裂纹 , 同时也 限制 其扩展 , 一方 面 , 行 于受 但 另 平
滑石粉对聚丙烯性能的影响
滑石粉对聚丙烯性能的影响
摘要
本课题分别采用偶联剂KH550、成核剂、不同种类的相容剂(PP-g-MAH, PE-g-MAH,POE-g-MAH)对PP/滑石粉材料进行改性,并且将不同种类的相容剂复配或将相容剂与其他助剂进行复配,讨论其对材料综合性能的影响,同时研究滑石粉的添加量对PP复合材料性能的影响。结果发现,偶联剂KH-550与相容剂对PP综合性能的改善作用较为显著;并且当相容剂9904与相容剂9805复配时,PP 的缺口冲击强度提高到95.7J/m。
关键词:聚丙烯(PP);滑石粉;相容性;力学性能
前言
滑石粉是一种由层状硅酸盐晶体组成的矿物,采用滑石粉填充的PP,耐热性好,收缩率低,尺寸稳定性好,硬度高。滑石粉填充PP复合材料已广泛应用于汽车部件及日常用品的生产。然而由于滑石粉与聚丙烯两相之间界面的亲和性不强,他们之间的相容性问题往往导致聚丙烯的冲击性能降低,因此,改善滑石粉与聚丙烯之间的相容性,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散状态,从而提高复合材料的物理力学性能是一个很重要的课题。
1文献综述
为了改善滑石粉与聚丙烯之间的相容性,常使用偶联剂对滑石粉表面进行改性,以增加树脂和填料间的粘结力,改善和提高复合材料的各种性能。马长宝[1]经研究发现,滑石粉经偶联剂处理后,PP/滑石粉复合材料的力学性能增强,并且混合偶联剂效果优于单一偶联剂。夏占明等[2]将滑石粉用可接枝PP的KH-570活化后,采用适当的过氧化物反应挤出,可发生接枝反应,复合材料具有比传统偶联法具有更高的力学性能,并且此方法易于工业化。
聚丙烯塑料的改性及应用
聚丙烯塑料的改性及应用
概述
聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种常见的塑料材料,具有良好的加工
性能、强度和耐化学腐蚀性。然而,聚丙烯在某些方面的性能还有待改善。改性聚丙烯通过添加不同的添加剂、改变配方比例或改变加工工艺等方式,改善了聚丙烯的某些性能,扩展了其应用范围。本文将介绍聚丙烯塑料的改性方法及其在各个领域中的应用。
聚丙烯塑料的改性方法
1. 添加剂改性
添加剂改性是最常见的一种聚丙烯塑料改性方法。通过向聚丙烯中添加不同的
添加剂,可以改变聚丙烯的物理、化学性能,提高其加工性能和耐候性。
常见的添加剂包括: - 填充剂:如碳酸钙、滑石粉等,可以提高聚丙烯的刚性
和抗冲击性; - 阻燃剂:如氯化磷、硫酸铵等,可以提高聚丙烯的阻燃性能; - 稳
定剂:如抗氧剂、紫外线吸收剂等,可以提高聚丙烯的耐氧化和耐候性; - 助剂:
如流动剂、增韧剂等,可以改善聚丙烯的加工性能。
2. 共混改性
通过与其他聚合物进行混合,可以改善聚丙烯的性能。常见的共混改性方法有
物理共混和化学共混两种。
•物理共混:将聚丙烯与其他聚合物机械混合,形成共混体系。物理共混可以改善聚丙烯的强度、韧性和耐热性。
•化学共混:通过共聚反应或交联反应,将聚丙烯与其他聚合物进行化学结合。化学共混可以显著改善聚丙烯的力学性能、热性能和耐化学性。
3. 改变配方比例
通过改变聚丙烯的配方比例,如增加共聚单体的含量、调节分子量分布等方式,可以改变聚丙烯的结晶度、熔体流动性和力学性能。
•增加共聚单体含量:在聚丙烯的聚合过程中,加入适量的共聚单体,如丙烯酸、丙烯酸酯等,可以改善聚丙烯的柔韧性、降低结晶度。
电饭煲聚丙烯制品结晶问题的分析与探讨
电饭煲聚丙烯制品结晶问题的分析与探讨
发布时间:2022-10-19T01:12:50.521Z 来源:《中国科技信息》2022年第6月第11期作者:樊双明1,邓权2,周俊杰3
[导读] 采用Moldflow模流分析、偏光显微镜和DSC差示扫描等技术
樊双明1,邓权2,周俊杰3
FAN shuangming1,DENquan2,ZHOUjunjie 3
珠海格力电器股份有限公司广东珠海519000
Gree Electric Appliances, Inc.of Zhuhai? ? Zhuhai Guangdong 519000
摘要:采用Moldflow模流分析、偏光显微镜和DSC差示扫描等技术,研究了成核剂、成型工艺、矿物填充对电饭煲聚丙烯制品结晶行为和力学性能的影响。结果表明, 饭煲塑料制品的结晶度随着模具温度的升高而递增,随着注射压力的增加呈现先升高后降低的变化。成核剂的存在起到异向成核的作用,结晶度随着成核剂含量增加而提高,当成核剂添加量达到0.5%时,结晶度增长趋于平缓。滑石粉和碳酸钙矿物添加可以有效提高饭煲塑料制品的力学性能,当添加物含量达到15%时,弯曲强度性能最佳,宏观上可以提高制品尺寸的稳定性。
关键词:聚丙烯电饭煲力学性能结晶
Abstract: The effects of nucleating agent, molding process and mineral filling on the crystallization behavior and mechanical properties of rice cooker polypropylene products were studied by Moldflow mold flow analysis, polarizing microscope and DSC differential scanning. The results showed that the crystallinity of rice cooker plastic products increased with the increase of mold temperature, and showed a trend of first increase and then decrease with the increase of injection pressure. The existence of nucleating agent plays the role of anisotropic nucleation, and the crystallinity increases with the increase of nucleating agent content. The addition of talc and calcium carbonate minerals can effectively improve the mechanical properties of rice cooker plastic products. When the additive content reaches 15%, the bending strength performance is the best, and the dimensional stability of the product can be improved macroscopically.
滑石粉增韧聚丙烯/竹粉发泡复合材料的研究
泡 复合 材料 具有 资源 和性 能优 势 ,其研 发 和制备 具有 重 要 意义 。近期 ,PP基 木 塑 复 合 发 泡 材料 的研 究 也 取 得 了一 些 进 展 。 ;但 多 以 木 粉 、木 纤 维 、麻 纤 维 作为 增强 相 ,较 少 以竹 粉 为 增 强 相 ;且 竹 粉 的 用 量较 少 ;复 合 材 料 的 发泡 效 果 不 佳 、力 学 性 能 不 高 ,尤 其是 冲击 强度 较低 ;竹 塑 发泡 复合 材料 的增韧 研 究还 鲜见 报道 。 目前 ,主要 是 通过 添加 弹性体 、无 机 粒子 及 多 元 复合 等方 式 对 PP基木 塑 复合 材 料进 行 增 韧改 性 ¨9 。本 文 在 前 期 成 功 开 发 PP/竹 粉 发 泡 复 合材 料 的基 础 上 1卜 J,为 提 高 其 力 学性 能 、拓 宽 应 用领 域 ,采用 滑石 粉 对发 泡复 合材料 进行 增韧 改性
process and a chemical foaming method. Effects of the content of talc on the mechanical properties, processing performance and thermal stability of foamed composites were investigated. The results showed that: when the ratio of bamboo flour to PP was 1:2 and content of the modified AC foaming agent was 1% and the content of talc was 15% , the integrated property of composite was the best. The bending strength was 48.98 MPa and the modulus of elastic was 3 183.31 MPa and the specif ic tensile and notched impact strength of foamed composite were 26.50 MPa and 7.88 kJ ·m ~ respectively: which increased by 2.9% ~9.3% compared with the non。toughened composite. However, the processing per for m ance reduced with the increase of the talc; the equilibrium time and equilibrium torque increased and the melted f low index reduced. The thermal stability of toughened composite also reduced and the initial thermal decomposition temperature fell down.
汽车用聚丙烯耐划伤性能研究
会受到硬 物的百度文库擦 ,如乘 客手指 甲划伤 ,鞋 子等划 伤 ,从而 改变 了 内饰 件 的颜 色 ,影 响 内饰 件 的耐用 性 和美 观 ,不 能 完全达 到 汽车 内饰 件 的外观 要求 。
近年来 ,国 内外 学 者纷 纷 考 察 各 种 因素对 P P耐 划伤 性能 的影 响 _-1 l5。影 响 耐划 伤 性 能 的 因素 很 多 , 如P P的结 晶性 能 、填 料 -1 9、润 滑剂 ¨ 、增韧 剂
b l St dy o r t h Re it nc fPo y o l n e o t m o ie u fSc a c ssa e o l pr py e e Bl nd f r Au o
.
LIYo — u ng h a, YANG Bo, LUO o g f Zh n 。u
伤 性 能研究 具 有指 导意 义 。
1 实 验 部 分
1 1 主 要原 材料 及设 备 .
共 聚 P :中 国石 油 化 工 股 份 有 限 公 司茂 名 分 公 P
司 ;乙烯 一辛烯 共 聚 物 ( O :陶 氏化 学 工 业 有 限 P E) 公 司 ;滑石 粉 :30 0目,广 西 桂林 桂 广 滑石 粉 有 限 0 公 司 ;耐 划 伤 剂 :市 售 ;抗 氧 剂 :B 2 ,瑞 士 汽 巴 25
聚丙 烯 ( P 已经 广 泛应 用 于 汽 车 、家用 电器 、 P) 机 械与包 装等 行业 。近年来 ,随着 汽车 行业 的不 断发 展壮 大 ,汽车 消 费 不 断 增 加 ,P P复 合 材 料 用 于 汽车 行业 也不 断增 加 。但 是 P P材 料 耐 热 性 差 、刚 性 低 、 冲击 韧性 低 ,表 面硬度 相对 于其 它 材料低 ,特别 加入 滑石 粉后 ,耐 划伤 性 能 差 ,这 些 缺 陷成 为 P P开拓 新 的应 用领 域 的障碍 。特 别对 于 汽车 注塑 制件 来说 ,如 仪表 板 、副仪 表板 、门板 、立柱 、手套箱 、手拉 盖板 等 ,这些 部件 在生 产 、运输 及使 用 过程 中 ,不可 避免
PP滑石粉复合材料的制备及性能研究[整理版]
摘要
聚丙烯PP具有密度小、透明性好、耐热性优良、加工成型性好、功能化复合容易、原材料丰富、价格便宜等优点,广泛应用于包装、农业、建筑、汽车、电子电气等行业。但聚合物PP耐寒性差,低温易脆断,收缩率大,抗蠕变性差,制品尺寸稳定性差,低温韧性较差,耐光及抗老化性差限制了聚合物材料在结构材料领域中的拓展应用,因此,必须对PP进行改性处理。己有的聚丙烯(PP)改性方法有共聚、接枝、交叉等化学方法,以及弹性体共混、刚性有机粒子填充、纤维增强、纯纳米粒子增强增韧等物理方法,但存在材料综合性能差、制备工艺复杂或材料成本偏高等综合问题。本论文以PP材料的无机填料填充改性为研究对象,提出以滑石粉填充改性PP基材,且用磁性粒子Fe3O4帮助其分散的思路,以期用简单的复合工艺,廉价的改性材料,提高PP的综合性能。论文通过用滑石粉填充改性PP,磁性粒子Fe3O4帮助其均匀分散来改善PP的综合性能。通过制备PP/Talc复合材料研究其性能的变化,通过对复合材料力学性能的测试,来分析Talc填充改性PP的可行性。通过DSC分析磁性粒子Fe3O4对PP及PP/Talc的成核效率及结晶度的影响,通过XRD分析PP/Talc晶型的变化,通过流变分析复合体系的流变行为,通过SEM分析Talc在PP中的分散情况,来深入探讨印证磁性粒子Fe3O4改善PP/Talc复合体系性能的原因。
关键词:Fe3O4,聚丙烯(PP),PP/Talc
英文
第1章绪论
1.1研究背景
自1957年在意大利最先实现工业化生产之后,聚丙烯迅速发展成为三大通用塑料之一,产量第二,消费量第三,且工业上对聚丙烯的需求逐年上升[2]。。。。。
滑石粉5大表面改性实例
对滑石粉进行表面改性处理,可提高滑石粉与聚合物的界面亲和性,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散状态,这样滑石粉在复合材料中就不仅具有增量作用,还能起到增强改性的效果,从而提高复合材料的物理力学性能,使滑石得到更好的应用效果和更广泛的应用领域。
1、滑石粉钛酸酯偶联剂改性
钛酸酯偶联剂的作用是在填料表面形成一层单分子覆盖膜.改变其原有的亲水性质,使填料表面性质发生根本性变化。
由于钛酸酯偶联剂具有独特的结构,对聚合物与填充剂有良好的偶联效能,因而可提高填料的分散性和流动性,改善复合材料的断裂伸长率、冲击性和阻燃性能等。
(1)改性方法
干法改性:滑石粉在预热至100℃-110℃的高速混合机中搅拌烘干,然后均匀加入计量的钛酸酯偶联剂(用适量的15#白油稀释),搅拌数分钟,即可获得改性滑石粉填料。
湿法改性:计量的钛酸酯偶联剂用一定量溶剂稀释后,加入一定量滑石粉,于95℃下搅拌30min,过滤烘干得改性滑石粉产品。
(2)应用特性
经钛酸酯偶联剂改性的滑石粉填料可提高与聚丙烯(PP)的相容性,降低体系粘度,增加体系流动性,改善体系加工性能,减少变形,提高尺寸稳定性,扩大PP的应用范围。
2、滑石粉铝酸酯偶联剂改性
(1)改性方法
将适量的铝酸酯(如L2型)溶于溶剂(如液体石蜡)中,加入烘干的1250目的微细滑石粉进行研磨30min改性,并在100℃下恒温一段时间,冷却后即得改性产品。
(2)应用特性
用铝酸酯改性后的滑石粉与普通滑石粉相比,在液体石蜡中的粘度显著减小,水渗透时间增大,有机憎水改性效果明显。由铝酸酯改性的滑石粉代替半补强碳黑填充橡胶,其拉伸强度、伸长率等力学性能有所提高。同时,替代量很大。可达到降低成本,减少环境污染的效果。
滑石粉增强PP
滑石粉增强PP.PP存在低温脆性、耐低温冲击强度低、刚性差、成型收缩率大、易老化等缺点。滑石粉增强PP材料可以提高填充PP塑料的热变形温度、增加制品尺寸稳定性、降低成型收缩率、提高刚性;超细滑石粉母料的加入,作为聚丙烯的补强填充剂,不但能够显著的提高聚丙烯制品的刚性、表面硬度、耐蠕变性、电绝缘性,还可以提高聚丙烯的冲击强度,改善PP的耐冲击能力、赋予体系优良的表面性能;滑石粉还具有熔体流动促进剂的作用,以及与某些阻燃剂的协同剂作用。
丙烯中添加少量的滑石粉时,能起到成核剂的作用,细化晶粒、提高聚丙烯的结晶性,从而使聚丙烯各项机械性能提高,并且改善其透明性。
滑石粉是PP聚丙烯塑料的常用矿物粉体填料,以其丰富的资源、低廉的价格和优异的填充性能而受到广泛关注。滑石粉填充的复合材料已广泛应用于汽车工业及日常用品其产品与未填充滑石粉的相比具有良好的表观质量、低的收缩率和较高的热变形温度,然而由于两相界面的亲和性不强滑石粉的直接填充往往导致一些力学性能的下降,从而使复合材料的应用受到限制。对其进行表面改性处理可有效地改进滑石粉与聚合物的界面亲和性提高聚合物对滑石粉的润湿能力改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散状态从而提高复合材料的物理力学性能。有关矿物粉体增强的性能国内外已有许多研究,对其增强机理进行了大量的分析探讨,并对提出的机理相继建立了一些模型这些研究促进了矿物粒子增强聚合物制备复合材料的理论和实际应用。
滑石粉增强PP材料已广泛应用于汽车部件及日常用品的生产,其产品与未填充滑石粉的PP相比具有良好的表观质量、低的收缩率和较高的热变形温度,然而由于两相界面的亲和性不强,滑石粉的直接填充往往导致一些力学性能的下降,从而使复合材料的应用受到限制。对其进行表面改性处理可有效地改进滑石粉与聚合物的界面亲和性,提高聚合物对滑石粉的润湿能力,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散状态,从而提高复合材料的物理力学性能。有关矿物粉体增强PP的性能国内外已有许多研究,对其增强机理进行了大量的分析探讨,并对提出的机理相继建立了一些模型,这些研究促进了矿物粒子增强聚合物制备复合材料的理论和实际应用。但这些研究都基于复合材料的结构分析、矿物粉体性质、填充量来立两者的相关关系,例如建立了材料强度、弹性模量、流变性能与矿物粉体填充量之间的关系式,而忽略了矿物粒子与聚合物基体界面作用的复杂性,而这个因素对于解释矿物粉体的增强作用、了解复合材料的应用性能都是至关重要的。
填料对聚丙烯力学性能的影响
36雷祖碧等填料对聚丙烯力学性能的影响
填料对聚丙烯力学性能的影响
雷祖碧,王飞,王浩江,马玫,谭卓华,杨育农
(广州合成材料研究院有限公司,广东广州510665)
摘要:比较了新型微粉、滑石粉、碳酸钙三种无机填料对聚丙烯(PP)力学性能的影响。结果表明,随着填料填充量的增加,PP材料的弯曲强度均呈上升趋势,冲击强度均呈下降趋势;滑石粉添加量对PP材料的拉伸性能影响不大,15份、25份以及35份时拉伸强度保持在95%以上,碳酸钙和微粉对PP材料的拉伸性能影响情况大致趋同,当添加量超过35份时,PP材料的拉伸强度下降24%。
关键词:填料,新型微粉,滑石粉,碳酸钙,聚丙烯(PP),力学性能
中图分类号:TQ325.1
Effect of Filler on Mechanical Properties of Polypropylene
LEIZu-bi,WANGFei,WANGHao-jiang,MAMei,TAN Zhuo-hua,YANGYu-nong
(Guangzhou Research Institute Co.,Ltd.of Synthetic Materials,Guangzhou510665,Guangdong,China)
Abstract:The effects of three kinds of inorganic fillers such as micro-powder,talc and CaCO3,on the mechanical properties of polypropylene(PP)were compared.The results indicated that the bending strength of PP materials showed an increasing trend,and the impact strength showed a decreasing trend,with the increase of filler content;talc had little effect on the tensile properties of PP materials,and it remained above95%with15,25and35parts of talc,the effects of CaCO3and micro-powder on the tensile properties of PP materials were approximately same,the tensile strength decreased by24%when the addition amount was more than35parts.
滑石粉硅灰石纤维聚丙烯复合材料的制备与性能研究
作者简介:乔四高(1974-),男,工程师,主要从事塑胶成型的研究及设计方面的工作。
收稿日期:2020-07-09*通讯联系人
聚丙烯(PP )作为五大通用塑料之一,广泛应用于我们的日常生活中,但PP 存在成型收缩率大,耐低温冲击性差,较易老化等缺点,不能作为高性能的工程材料
[1]
,所以一般将PP 与其他材料共混,制成
复合材料以达到改善性能的目的,满足更多环境下的需求,成本也能大幅度降低。滑石粉是最常用的矿物填料之一,它能够改善PP 的热性能和机械性能,这种填料还可以通过减少和均匀化模塑收缩来促进PP 的成型,这种特性适用于制作无缝连接和零间隙的部件,比如汽车保险杠
[2]
。硅灰石是一种链状偏硅酸盐
矿物,一般呈现出针状或纤维状集合体,甚至一些微小颗粒仍呈纤维状结构,硅灰石纤维由于其特殊的晶体形态、良好的介电性能和较高的耐热性能等特性,被广泛应用于陶瓷工艺,也可用作聚合物填料,在降低成本的同时,也能改善聚合物产品的性能,高长径比的硅灰石是一种优良的填充改性剂,可用于塑料的增强,硅灰石增强塑料应用最多的就是聚丙烯
[3]
。因
此,本实验采用硅烷偶联剂改性的滑石粉和硅灰石纤维,研究了滑石粉和硅灰石纤维的含量对聚丙烯的力学性能,热性能及微观结构的影响,进行冲击性能和拉伸性能测试以及微观形态观察。
1 实验部分
1.1 原材料
聚丙烯(PP ):中国石油化工股份有限公司;滑石粉:SK -6500P ,辽宁精华新材料有限公司;硅灰石纤维:
AT -0025,江西科源粉体有限公司;硅烷偶联剂:KH -171,淮安和元化工有限公司;无水乙醇:成都市科龙化工试剂厂。
滑石粉填充改性聚丙烯性能的实验研究之一
滑石粉填充改性聚丙烯性能的实验研究之一[摘要] 本文探讨了用滑石粉填充改性聚丙烯,考察滑石粉添加量、密炼时
间、转速等因素对其熔融指数等加工性能的影响,得到试验范围内最佳的滑石粉添加量及适宜的加工条件。
[关键词] 聚丙烯滑石粉加工性能填充改性
聚丙烯(PP)作为一种典型的结晶高聚物,自1957年意大利Montecatinl公司实现PP工业化以来,已经成为发展速度最快、产量最大、牌号最多、用途最广的合成树脂品种之一[1~2]。然而,PP也存在低温冲击性差、易于老化、成型收缩率大等缺点。为此,国内从70年代中期就采用化学或物理改性方法对PP进行了大量的研究开发[3~4]。本文以滑石粉为填料来填充改性聚丙烯,采用正交试验,根据聚合物熔体黏度(即熔融指数)及扭矩的变化,来寻找试验范围内材料加工性能最好的填料添加量及加工条件。
1. 实验部分
1.1实验仪器及原料
主要实验仪器:
小型密炼机SU-70型常州苏研科技有限公司(中国)生产
熔体流动速率试验机ZRZ-400型深圳市新三思材料检测有限公司生产
实验原料:
聚丙烯树脂(PP):上海石油化工股份有限公司生产,执行标准为Q/SH012.07.06,质量管理体系符合ISO9001:2000
滑石粉:中美合资广西龙胜华美滑石研发有限公司生产,执行标准为2000年版《中国药典》一部,通过ISO9001:2000质量体系认证
1.2 正交试验设计[5]
确定因素和水平:取滑石粉添加量、密炼时间、转速3个因素,每个因素取3个水平,设计正交试验方案,因素水平见表1
2. 结果与讨论
超细滑石粉母料在聚丙烯扁丝中的应用
从 表 1 出 , 加 一 定量 母 料 , 丙烯 的拉 伸 看 添 聚 强度 不但 没 有 降低 , 还有 所 提高 , 过一 定量 时 拉 超 伸 强度 降低 , 降低 较 少 。塑 料 的 拉伸 强 度 是 塑 但
华大 ; 双螺杆挤出机 (5 /= 8 , 3 D 2 )南京科亚 ; L 高速
2 结果 讨论
粉 体 改性 塑料 材 料 具 有 添 加 量 大 、 性 效 果 明显 改 的特 点 , 得 塑料 制 品成本 大 幅度 降低 , 且 制造 使 并
超 细粉 体材 料 技术 成 熟 , 不需 要 复杂 的生 产 工艺 ,
具有 纳米 粉体无 可 比拟 的优 势…。
1 实验部 分
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率/ % 冲击强度/ Jm ) , .(O i)) 冲 ( ( mn k・ g ・l
究 所 ; 乙烯 蜡 ( 子量 300 , 聚 分 0 ) 山东 乳 山化 工厂 ; 分 散剂 ( 脂 酸钙 )大庆 龙化 新 有 限公 司 ; 硬 , 聚丙烯
扁 丝 , 尔滨东 庆公 司 。 哈
关键 词 : 丝 ; 细滑 石 粉 ; 充母 料 ; 扁 超 填 改性 中 图分 类 号 :Q 2 T 35 文献标识码: B 文章 编 号 : 7 — 9 22 1 )2 0 1— 2 1 14 6 (0 00 — 0 80 6
无机粉体材料是材料领域 的 1 个重要组成部 分 , 相 当多 的 技 术领 域 都 涉 及 到 粉 体 材料 的应 在 用 。在粉体技术应用发展 过程 中, 对改性塑料领 域 而 言 , 2 世 纪 7 年 代 , 们 就 开始 采 用 碳 酸 从 0 0 人
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滑石粉填充改性聚丙烯性能的实验研究之一
[摘要] 本文探讨了用滑石粉填充改性聚丙烯,考察滑石粉添加量、密炼时间、转速等因素对其熔融指数等加工性能的影响,得到试验范围内最佳的滑石粉添加量及适宜的加工条件。
[关键词] 聚丙烯滑石粉加工性能填充改性
聚丙烯(pp)作为一种典型的结晶高聚物,自1957年意大利montecatinl公司实现pp工业化以来,已经成为发展速度最快、产量最大、牌号最多、用途最广的合成树脂品种之一[1~2]。然而,pp也存在低温冲击性差、易于老化、成型收缩率大等缺点。为此,国内从70年代中期就采用化学或物理改性方法对pp进行了大量的研究开发[3~4]。本文以滑石粉为填料来填充改性聚丙烯,采用正交试验,根据聚合物熔体黏度(即熔融指数)及扭矩的变化,来寻找试验范围内材料加工性能最好的填料添加量及加工条件。
1. 实验部分
1.1实验仪器及原料
主要实验仪器:
小型密炼机su-70型常州苏研科技有限公司(中国)生产
熔体流动速率试验机zrz-400型深圳市新三思材料检测有限公司生产
实验原料:
聚丙烯树脂(pp):上海石油化工股份有限公司生产,执行标准为q/sh012.07.06,质量管理体系符合iso9001:2000
滑石粉:中美合资广西龙胜华美滑石研发有限公司生产,执行标准为2000年版《中国药典》一部,通过iso9001:2000质量体系认证
1.2 正交试验设计[5]
确定因素和水平:取滑石粉添加量、密炼时间、转速3个因素,每个因素取3个水平,设计正交试验方案,因素水平见表1
2. 结果与讨论
按照表1确定的因素水平作正交试验,结果见表2
注:表中“-”表示扭矩的方向
2.1 各因素对熔体温度的影响(t1、t2、t3)
由表2数据可知,密炼时间由9min增加到12min时,熔体温度也随之升高。随着滑石粉添加量的增加,熔体温度变化不大。随着转速加快,熔体温度明显上升。这是由于转速的大小反映了剪切力的大小。转速越高,聚合物分子间及聚合物分子与填料分子之间的内摩擦就越厉害,从而放出的热能就越多,使熔体温度升高。当转速为50rpm时,熔体温度为最高。
2.2 各因素对扭矩的影响(t1’、t2’、t3’)
扭矩的大小反映了材料混合的难易程度,它与材料的黏度直接有关。
由表2数据可知,密炼时间由9min延长至12min,扭矩略为上升,再增加至15min时,扭矩下降。当密炼时间为15min时,扭矩最小。随着填料添加量的增大,扭矩逐渐变小,当填料添加量为15%时,
扭矩最小。随着转速的增大,扭矩先增大,再减小,当转速为30rpm 时,扭矩最小。
2.3 扭矩的极差分析
表2中,极差(r’)的大小反映各因素对扭矩的影响。根据正交试验原理[5],极差数值越大,对试验结果的影响越显著。按极差r’的大小排出各因素对扭矩的影响的主次为:密炼时间、转速、填料添加量。即在试验条件下,密炼时间对扭矩的影响最大。
由于扭矩越大,熔体黏度越大,越不利于加工。最佳组合应选择各因素最小值那个水平。由此得出最佳组合为a3b3c1,其密炼时间为15min、填料添加量为15%、转速为30rpm,所得扭矩最小。
2.4 各因素对熔融指数的影响(t1”、t2”、t3”)
高聚物的良好流动性是其成型加工的前提。熔融指数(mi)是用来衡量塑料熔体流动性的一个重要指标。mi愈大,塑料熔体的黏度越低,成型时流动性愈好。
由表2中数据可知,随着密炼时间的延长,熔融指数逐渐变大。当密炼时间为15min时,熔融指数最大。随着滑石粉添加量的增加,熔融指数逐渐下降。当填料添加量为5%时,熔融指数最大。随着转速的增加,熔融指数先下降再上升。当转速为50rpm时,熔融指数最大。
2.5 熔融指数的极差分析
表2中,极差(r”)的大小反映各因素对熔融指数的影响。按极差r”的大小排出各因素对熔融指数的影响的主次为:转速、密炼
时间、填料添加量。即在试验条件下,转速对熔融指数的影响最大。最佳组合为a3b1c3,即7#试验,其密炼时间为15min、填料添加量为5%、转速为50rpm,所得熔融指数最大,其值为4.942 g·(10min)-1。
3.结论
(1)试验条件下,滑石粉填充量为15%、密炼时间为15min、转速为30rpm时所得混合物的扭矩最小。
(2)试验条件下,滑石粉填充量为5%、密炼时间为15min、转速为50rpm时所得混合物的熔融指数最大。
参考文献:
[1] 任巨光.β晶型成核剂增韧改性聚丙烯的研究[d].南京:南
京工业大学,2001
[2] 殷锦捷,屈晓莉,王之涛等.聚丙烯改性的研究进展[j].上海塑料,2006,12:9~13
[3] 陈晓蕾,王汝敏,杨贵忠.聚丙烯物理改性的研究进展[j].塑料科技,2004,2:49~52
[4] 曾周华,李付亚,傅和青.聚丙烯物理改性研究进展[j].塑料科技,2007,4: 80~83
[5] 方开泰,张兴.正交与均匀试验设计[m].北京:科学出版
社,2001:35~50