【正文】 機(jī)粉體 與樹脂之間形成較強(qiáng)結(jié)合力的同時(shí)，由于所用的二次包膜活化劑的結(jié)構(gòu)特征，可以在無(wú)機(jī)粒子表面形成一層彈性膜，當(dāng)復(fù)合材料受到外力沖擊時(shí)，由于彈性膜的緩沖作用，可使應(yīng)力得以分散。新型活化劑的分子量介于二者之間，分子中含有高活性反應(yīng)基團(tuán)，活化劑是以化學(xué)鍵的方式牢固地包彼在無(wú)機(jī)粉粒子表面，活化劑分子的剩余部分為非極性長(zhǎng)的飽和碳鏈，以較大的接觸面積與樹脂的分子鏈之間形成強(qiáng)的范德華親合力，從而使無(wú)機(jī)粉體填充量較大的情況下，復(fù)合材料仍具有較好的力學(xué)性能。 無(wú)機(jī)粉體表面活化處理技術(shù)近年來(lái)又有新的進(jìn)展，應(yīng)用效果比較好的有兩種。這種表面處理效果比單純用偶聯(lián)劑好。為了使小量的偶聯(lián)劑能將每一個(gè)無(wú)機(jī)粒子充分包裹。表面處理一般采用干法，即在高攪機(jī)內(nèi)用偶 聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)粉體進(jìn)行表面包覆處理。其用量一般為無(wú)機(jī)粉體質(zhì)量的 %~2%。高分子處理劑如聚烯烴馬來(lái)酸醉接枝共聚物等。要想使無(wú)機(jī)粒子均勻地分布到樹脂中，并能與樹脂的分子鏈產(chǎn)生較強(qiáng)的親合力，必須對(duì)無(wú)機(jī)粒子表面進(jìn)行活化處理。增混物用量為母料質(zhì)量的 15%~30%。若母料用于 PVC 樹脂 ， 選擇 甲基苯乙烯的低聚物 (AMS)樹脂作為母料載體 ， 填充效果較好。氧化聚乙烯蠟的長(zhǎng)鏈分子上帶有 一定量的酯基或皂基 ， 因而對(duì) PVC、 PE、 PP、 ABS 的內(nèi)外潤(rùn)滑作用比較平衡 ， 效果較好 ， 其透明性也好。 3） 低分子蠟類 ： 常用的聚乙烯蠟平均相對(duì)分子質(zhì)量為 1 500~4 000， 其軟化點(diǎn)為 102℃ 。微晶石蠟 :由石油煉制過程中得到 ， 其相對(duì)分子質(zhì)量較大 ， 且有許多異構(gòu)體 ， 熔點(diǎn) 65~90℃ ， 潤(rùn)滑性和熱穩(wěn)定性 好 ， 但分散性較差 ， 用量一般為 %~%， 最好與硬脂酸丁酯、高級(jí)脂肪酸并用。分散劑的用量一般為母料質(zhì)量的 5%。不影響制品的性能 。成型加工時(shí)的流動(dòng)性好 。與樹脂、填料有適當(dāng)?shù)南嗳菪?。不過也要根據(jù)偶 聯(lián)劑的具體品種、牌號(hào)、用量等再確定。處理效果較差的填料有滑石粉、炭黑、木粉 。如鈦酸酯偶聯(lián)劑處理效果比較好的填料有碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、亞硫酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硅酸鈣、硅酸鋁、鈦白粉、石棉、氧化鋁、三氧化二鐵、氧化鉛、鐵酸鹽等 。若用二氧 化硅的水溶膠處理沒有硅醇基的填料粒子表面 ， 然后再使用硅烷偶聯(lián)劑 ， 此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較好的偶聯(lián)效果 ， 這種處理方法被稱為雙涂層法。 因填料不同 ， 偶聯(lián)效果差別很大 ， 例如硅烷偶聯(lián)劑對(duì)于二氧化硅、三氧化二鋁、玻璃纖維、陶土、硅酸鹽、碳化硅等有顯著效果 ， 對(duì)滑石粉、粘土、氫氧化鋁、硅灰石、鐵粉、氧化鋁等效果稍差些 ， 對(duì)石棉、二氧化鈦、三氧化二鐵等效果不太大 ，對(duì)碳酸鈣、石墨、炭黑、硫酸鋇、硫酸鈣等效果很小。 偶聯(lián)劑 偶聯(lián)劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)一般可分 為 :硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑及其他類偶聯(lián)劑。這些非金屬礦物加工成粉末后原則上都可以用作塑料的填料，但由于價(jià)格、色澤、物理或兒何特征等原因、無(wú)論在應(yīng)用的范圍上和應(yīng)用的數(shù)量上都還不能與碳酸鈣、滑石粉相比。鎂或鋁的氫氧化物加人到塑料中，一旦處于燃燒狀態(tài)，它們將吸收一部分燃燒熱、延緩或阻止高分子材料進(jìn)一步熱分解，同時(shí)釋放出的水形成蒸氣稀釋了可燃性物質(zhì)，分解產(chǎn)物為不燃的氧化鎂或氧化鋁，沉積在高分子材料 的表面上起到隔絕空氣的作用，從而達(dá)到阻燃的目的 。玻纖還具有良好的耐熱性和優(yōu)良的電絕緣性能。 硅灰石粉填料已在塑料中應(yīng)用，但從數(shù)量上看并不多，這主要是因?yàn)槎鄶?shù)硅灰聚丙烯用硅酸鈣填充母料的研制 6 石粉在塑料加工的溫度下顏色變灰以及較高的長(zhǎng)徑比很難在機(jī)械力作用下保持下來(lái)等原因。在玻璃纖維增強(qiáng)塑料中能代替價(jià)格較貴的玻璃纖維。 5） 硅灰石 ： 硅灰石屬三斜晶系晶針狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)恰當(dāng) 的粉碎工藝，其顆粒的長(zhǎng)徑比達(dá) 15:1 以上，如果在粉碎時(shí)硅灰石的針狀結(jié)構(gòu)被破壞，硅灰石粉填充塑料的優(yōu)越性就很難顯現(xiàn)出來(lái)。高溫鍛燒可獲得顏色較白的產(chǎn)品。 4） 高嶺土 ： 在塑料中使用高嶺土主要是經(jīng)鍛燒的高嶺土，用于提高塑料的絕緣強(qiáng)度。云母粉主要用來(lái)提高塑料制品的剛性和耐熱性，云母粉填充的塑料其尺寸穩(wěn)定性好、成型收縮率減小?；蹖?duì)波長(zhǎng) 7~25μ m 的紅外線具有阻隔作用，此外滑石粉填充的塑料其加工流動(dòng)性好，相對(duì)于其它填料，同樣條件下滑石粉填充的塑料更易于加工。 2） 滑石 ： 滑石很容易經(jīng)破碎研磨加工成粉末，滑石硬度低，做為填料在加工時(shí)對(duì)塑料成型設(shè)備和模具磨損輕 。以石灰石為原料經(jīng)鍛燒、消化、重新碳酸化等化學(xué)過程而制成的碳酸鈣其堆積體積較大，稱之為輕質(zhì)碳酸鈣 [6]。依據(jù)視密度 (g/mL)不同，分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。 填料核 目前我國(guó)塑料填料除主要使用 CaCO3 外，還使用滑石粉、高嶺土、硅灰石、云母、粉煤灰及木粉等 [4]。由于這一層的量比較大，它直接與要填充的樹脂接觸、混容，因此對(duì)體系的力學(xué)性能影響較大 .根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)模型，可設(shè)計(jì)填充母料的生產(chǎn)工藝及配方 [5]。 偶聯(lián)層主要是由對(duì)核和樹脂同時(shí)起到化學(xué)和物理作用的偶聯(lián)劑以及少量交聯(lián)劑組成，它可以改善填料與樹脂間的結(jié)合力 .分散層主要是由一些低聚物及分散劑構(gòu)成，它的作用是能使處理好的粉末狀填料在母料造粒過程中較好、較 多地與增混劑混合并造成粒，同時(shí)對(duì)改善填充母料與樹脂體系的流動(dòng)性，避免無(wú)機(jī)填料團(tuán)聚，提高制品表面光潔度和手感等方面起到關(guān)鍵的作用。 填充母料結(jié)構(gòu)模型 填充母料的理想結(jié)構(gòu)模型可用圖 12 來(lái)表示 。母粒與樹脂物理?yè)交旌蠹纯捎糜诔尚椭破?。一次造粒?， 即無(wú)機(jī)粒子進(jìn)行 (或不進(jìn)行 )表面處理后 ， 與樹脂粉料或粒料等一次混料后聚丙烯用硅酸鈣填充母料的研制 4 擠出、造粒 ， 所得的改性粒子直接用于成型各種制品 。因此 ， 有必要研究開發(fā)這類產(chǎn)品 ， 從而達(dá)到增加塑料制品產(chǎn)量 ， 擴(kuò)大應(yīng)用范圍的目的。發(fā)達(dá)國(guó)家利用各種母料已占塑料制品耗料總量的 40%以上。 填充母料的制備技術(shù) 填充母料可以綜合均衡聚合物組分的性能 ， 取長(zhǎng)補(bǔ)短 ， 消除各單一聚合物組分性能上的弱點(diǎn) ， 獲得綜合性能較為理想的聚合物材料。常用化學(xué)改性手段包括交聯(lián)改性、共聚改性、降解改性和接枝改性等。球晶尺寸的降低和結(jié)晶度的增加賦予了制品良好的機(jī)械性能，提高了剛性和抗沖擊性 [3]。對(duì)于半結(jié)晶聚 丙烯，結(jié)晶行為和晶粒結(jié)構(gòu)直接影響制品的加工和應(yīng)用性能。其主要改性方法有： PP 與工程塑料共混改性、 PP 與聚乙烯 (PE)共混改性和 PP 與橡膠或熱塑性彈性體共混改性等。 聚丙烯用硅酸鈣填充母料的研制 3 共混改性 共混改性可以改善 PP 的熱穩(wěn)定性、抗沖擊性能（尤其是抗低溫沖擊性能）和韌性，擴(kuò)展了的聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。盡管近年來(lái)開發(fā)了一些單晶纖維如碳化硼、碳化硅等作為增強(qiáng)材料，但由于價(jià)格高、工藝操作困難，所以除了一些特殊需求的高級(jí)復(fù)合材料使用外，目前還很少用作聚丙烯等一些通 用塑料的增強(qiáng)材料。為了得到性能優(yōu)良的填充聚丙烯，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：填料粒度、填料種類、填料的界面作用和填料在聚丙烯中的分散性等?？傮w上可分為：物理改性和化學(xué)改性。 聚丙烯的應(yīng)用 聚丙烯性能優(yōu)越，用途廣泛，主要用途： 1） 耐水蒸汽：醫(yī)用消毒器件； 2） 無(wú)毒：食品、藥品包裝和日用品； 3） 相對(duì)高的強(qiáng)度和耐熱性：輕載的機(jī)械、汽車零部件； 4） 優(yōu)異的耐腐蝕性：耐熱、耐腐蝕的化工管道、容器、閥門配件等； 5） 優(yōu)異的電絕緣性：電子、電氣配件 (電信電纜絕緣、電器外殼） [3]。 圖 11 聚丙烯的結(jié)構(gòu)圖 聚丙烯的特性 聚丙烯 (PP)是由丙烯聚合而得到的高分子化合物。 一般工業(yè)生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)含量約為 95%，其余為無(wú)規(guī)或間規(guī)聚丙烯。 聚丙烯的結(jié)構(gòu)、特性 與 應(yīng)用 聚丙烯的結(jié)構(gòu) 按甲基排列位置分為 等規(guī)聚丙烯 、 無(wú)規(guī)聚丙烯 和 間規(guī)聚丙烯 三種。用它作為塑料填料不僅可降低制品成本、改善制品的蠕變性，還可提高制品的熱變形溫度及尺寸穩(wěn)定性。其微觀結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，比表面積很大，因而與基體的接觸面積也大。如塑料、 橡膠 、陶瓷、 涂料 、建材等行業(yè)。硅灰石產(chǎn)品， 纖維 長(zhǎng)而易分離，含鐵量低，白 度高。吸油性低、電導(dǎo)率低、絕緣性較好。一般情況下耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕。硬度~， 密度 ~。 masterbatch。 polypropylene (PP)。從填充母料制備 的 難易程度來(lái)看，硅酸鈣僅適宜制備復(fù)合母料，且復(fù)合母料中硅酸鈣的實(shí)際填充量不易超過 40%； 在填充量相同時(shí)，采用復(fù)合填充母料可在一定程度上降低 PP 填充材料的密度、提高其彎曲模量，其他物理機(jī)械性能指標(biāo)則變化不大 。 結(jié)果表明：鈦酸酯偶聯(lián)劑 NDZ311W、硅烷偶聯(lián)劑 KH570 及 有機(jī)硅表面處理劑 4600A 均可在一定程度上改善硅酸鈣粉體的疏水性，但活化指數(shù)均很小 。 [11] 楊華明 , 曹建紅 , 敖偉琴 , 邱冠周 . 超細(xì)滑石粉填充 PP 的增強(qiáng)效應(yīng) [J]. 中國(guó)塑料 . 2021, 17(1). 82~84。 [9] 張峻珩 , 熊麗君 , 吳璧耀 . 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