硅灰石改性塑料的研究进展_李跃文

［ ３ 】 李跃文 ， 欧阳育良 ． 硅灰石对塑料的改性研究进展 ［ Ｊ 】 ． 玻璃钢 ／
复合材料 ， ２ ０ ０ ８ ， ７ （ ４ ） ： ４ ５ ４８ － ．
Ｌｉ Ｙｕｅ ｗｅ ｎ，Ｏｕ ｙａ ｎ ｇ Ｙｕ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ． Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
（ ３ ） ： ６ ７ ７ Ｏ．
［ ７ ］ 杨彬 ， 严昶 ． 针状硅灰石增强聚丙烯在汽车壳体上的应用与开发
［ Ｊ ］ ｌ 汽车工艺与材料 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ０ （ ５ ） ： ３ ５ — ３ ７ ．
Ｙａ ｎｇ Ｂｉ ｎ， Ｙａ ｎ Ｘｕ ． Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏｆ ｎ ｅ ｅ ｄｌ ｅ — ｌ ｉ ｋ ｅ
ｏ ｆ ｎ ｙ ｌ ｏ ｎ ６ ／ｎ ｅ ｅ ｄ ｌ ｅ ・ ｌ ｉ ｋ ｅ ｗｏ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ［ Ｊ ］ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ
Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ， ２ ０ １ ２ ， ４ ０ （ ４ ） ： ５ ３ － ５ ５ ， １ ２ ２ ．
陆波， 等： 尼龙 ６ ６ ／ 针状硅灰石复合材料的制备和性能研究
２ ９
参 考 文 献
［ １ ］ 刘新海 ， 杨友生 ， 沈上越 ， 等． 超细高长径比硅灰石制备技术研究
［ Ｊ ］ ． 非 金属 矿 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ８ （ ２ ） ： ３ ２ — ３ ３ ．
Ｌｉ ｕ Ｘｉ ｎｈ ａ ｉ ，Ｙａ ｎ ｇ Ｙｏ ｕｓ ｈｅ ｎｇ，Ｓｈ ｅ ｎ Ｓｈ ａ ｎ ｇｙ ｕｅ ． Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏｎ ｔ ｈｅ

硅灰石绢云母改性填料在塑料中的应用填充改性聚合物的性能与填料本身的物理化学性质有紧密的联系。

填料具有不同的形状如：纤维状、球形、粒形、片状、柱状及中空微球等，除球形外，其它填料形状均具有各向异性。

一般说来，截面较大的填料如：柱状、纤维状、片状等对提高聚合物的力学性能有利；增大长径比对提高材料的力学性能、耐热性、尺寸稳定性等有积极作用；球形、粒状填料对改善复合材料的加工性能效果较好，但会对力学性能产生负面影响。

同时不同粒径及分布的填料对填充改性材料的的性能也有较大的影响。

将粒径相差较大的不同填料合理配置，制备的复合材料的拉伸强度及冲击强度有明显的提高，这在相关的讨论中得到了验正。

在选择和使用何种类型的无机填料作为填充剂和加强剂时，应考虑多方面的问题，例如：①填充剂表面可能的催化活性，②均匀分散以及与基体树脂的键联，③复合性能，④工业安全问题，⑤成本问题等。

1硅灰石（硅灰石）CaSi03是一种钙的偏硅酸盐类天然矿物，理论化学成分为wt（CaO）％、wt（Si02）％分别为48％、49％，此外还含有少量的Fe203，Ti02和MgO。

硅灰石晶体常见的形态有细晶状、纤维状和磷片状等几种形状，集合体呈纤维状或放射状。

1.1基本特征硅灰石在水中的溶解度低，不含结晶水，吸水性小，加热时不存在脱水的问题，熔点高，热膨胀系数小，其热膨胀系数仅为6.510—6℃—1，耐热稳定性好，耐腐蚀，机械性能和电性能良好。

填充到树脂中后，复合材料的尺寸稳定性好；硅灰石在基体树脂中的分散效果好，强度下降程度小，填充后复合材料的表观熔体粘度低；同时由于硅灰石还具有粘度较低的特点，因此它的加入对材料的成型加工性能有肯定程度的改善作用。

并且其还具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热性能，因而被广泛应用在建筑、涂料、塑料、橡胶等工业领域，尤其是它与高分子材料的复合更为引人注目。

硅灰石作为塑料填充剂起到改善塑料制品的力学性能和耐热性的作用；改善塑料制品的力学强度，起补强、加强作用。

硅灰石粉填充聚丙烯复合材料性能研究采用熔融共混的方法制备了硅灰石粉填充改性聚丙烯(PP)复合材料。

通过力学性能、溶体流动速率(MFR)及DSC等测定,考察了硅灰石粉对PP力学性能、热性能及加工性能的影响。

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摘要：采用熔融共混的方法制备了硅灰石粉填充改性聚丙烯(PP)复合材料。

通过力学性能、溶体流动速率(MFR)及DSC等测定，考察了硅灰石粉对PP 力学性能、热性能及加工性能的影响。

结果表明：用硅灰石粉填充改性PP，大大提高了PP/硅灰石粉复合材料的模量，缺口冲击强度的敏感性得到明显改善;改性PP的耐热温度、硬度及加工性能得到一定提高，但其强度有所降低。

关键词：聚丙烯;硅灰石粉;改性;复合材料;性能聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有密度低、耐腐蚀、力学性能优异等特点，广泛应用于国民经济及人们日常生活的各个领域。

但PP的最大缺陷是冲击强度低，尤其是低温冲击性能较差，而且其尺寸稳定性及耐候性亦较差，刚性低，使其应用范围受到一定限制。

为了改善PP的上述缺陷，国内外许多学者对其进行了大量改性研究，其中以针状硅灰石粉填充改性PP近年来得到了快速发展[1]。

无机填料用于塑料改性可以得到具有功能性和高商品价值的复合材料。

硅灰石粉用于塑料的填充增强改性，能够与石棉、滑石粉、云母等无机填料相媲美。

硅灰石开采于第二次世界大战期间，开始只作为电焊条和陶瓷的原料，上世纪七十年代开始用于塑料改性，如对环氧树脂、酚醛树脂、热固性聚酯、乙烯基类树脂溶胶、聚酰胺、聚氯乙烯和PP等的填充及增强。

在提高材料的拉伸强度和挠曲强度等方面，硅灰石粉优于其他无机填料，因此发展极为迅速[2-3]。

硅灰石是唯一的天然针状白色晶体，有如下特性：(1)不带结晶水，吸水性低;(2)熔点高，热膨胀系数小，耐热稳定性较高;(3)耐药品、耐候性好;(4)对人畜无害;(5)电性能好。

特别是美国公布了硅灰石的无毒性以后，常作为玻璃纤维、滑石粉和石棉等的替代品，越来越受到重视。

2024年硅灰石市场分析现状1. 硅灰石的概述硅灰石是一种重要的非金属矿产资源，主要成分为二氧化硅和二氧化钙，同时含有少量氧化铝、氧化镁等杂质。

由于其出色的物理和化学性质，硅灰石被广泛用于建筑材料、水泥和玻璃等行业。

本文将分析硅灰石市场的现状，并对未来发展趋势进行展望。

2. 硅灰石市场规模及需求硅灰石市场在过去几年一直呈现稳定增长的趋势。

随着建筑业和玻璃行业的快速发展，对硅灰石的需求也不断增加。

此外，随着新兴产业的迅猛发展，如太阳能和电子行业，对硅灰石的需求也在逐年增加。

据市场研究数据显示，硅灰石市场的年度增长率约为3-5%。

3. 硅灰石市场竞争格局目前，硅灰石市场存在着较为激烈的竞争格局。

主要竞争者包括国内外矿企和矿产贸易商。

国内矿企主要集中在东北地区和华东地区，其产品质量和规模优势明显。

而国外矿产贸易商主要来自澳大利亚、南非和巴西等国，他们能够提供更具竞争力的价格和服务。

4. 硅灰石市场价格趋势硅灰石的价格受到多种因素的影响，包括市场供求关系、矿产资源开采成本等。

近年来，由于市场需求的增加，硅灰石的价格呈现上涨趋势。

此外，全球经济的波动以及政府政策的调整也对价格产生一定影响。

5. 硅灰石市场的发展机遇与挑战硅灰石市场的发展面临着一些机遇和挑战。

机遇在于随着新兴产业的迅猛发展，对硅灰石的需求不断增加，市场空间较大。

此外，随着环保意识的增强，对绿色环保型硅灰石的需求也在逐渐增加。

然而，市场竞争激烈以及原材料供应不稳定等挑战也在影响着硅灰石市场的发展。

6. 硅灰石市场的发展趋势未来硅灰石市场将呈现以下发展趋势：•绿色环保型硅灰石的需求将持续增加。

•市场竞争将进一步加剧，企业需提高产品质量和服务水平。

•受全球经济影响，价格波动将持续存在。

•太阳能和电子行业对硅灰石的需求将持续增长。

7. 结论硅灰石市场在未来将继续保持稳定增长的态势。

企业需密切关注市场需求的变化，并提高产品质量和服务水平以应对激烈的市场竞争。

ｉ ｍｐａ ｔｓｒ ｎ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｖ４７ ７ ｃ ｔｅ ｇｈ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｂ ． ９％ ａ ｄ ４７ ９ ｎ ． ５％ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ． ｅ ｐ ｃｉｅ ｙ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ｅｐｏ ｙ Ｒｅ ｉ ｘ ｓｎ； Ｗ ｏｌ ｓｏ ｉｅ； Ｓ ｒａ ｅ Ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ｌａ ｔ ｎ ｔ ｕ ｆｃ ｄｆ ａｉ ｎ； Ｔｏ ｈｅ ｉ ｇ； Ｍｅ ｈａ ｉ ａ ｒ ｐ ｒｙ ｉ ｕｇ ｎ ｎ ｃ ｎ ｃ ｌＰ ｏ ｅ ｔ
１ ：上 海 壮 景 化 工 有 限公 司 ；引 发 剂 （ ） 一缩 二 乙 二
但 硅灰 石 与有机 聚合 物也存 在 相容性 的问题 ，共混 时
在 聚合 物 中分散 不均 ，工艺 性 变差 ，导致 制 品力学 性
能下 降 ，限制 了硅 灰 石 在 聚 合物 中 的应 用 。 因此 需 要对 硅灰 石进行 表 面改性 ，改善其 与 聚合物 的相 容
（ Ａ） Ｓ ：上海 凌峰 化学试 剂有 限公 司 。
１２ 试 验 设 备 ．
０ ５ 、１０ 、１５ 、２ ０ 和 ２ ５ 的硬 脂 酸 、硅 ．％ ．％ ．％ ．％ ．％
烷 偶联 剂 Ｋ ５ ０和 Ｋ ５ ０，其 他 条 件 不 变 ，对 硅 厥 Ｈ５ Ｈ６ 石 进行 表面 改性 。样 品在二 甲苯 中沉降体 积 和接触 角
１３ ２ 改性 效果评 价 ．．
沉降 体积法 ：称 取 ２ｇ改性 硅灰 石 置于 ２ Ｌ量 ５ｍ 筒 中 ，加人 ２ ０ｍＬ苯 ，强力 搅拌 １ｒ ｎ ｉ ，静 置 ３ 后 ａ ０Ｓ
读取 界面 高度 。在相 同条 件下 ，界 面高度越 大 ，说 明
改性 效果越 好 。
接触 角 ：称 取 ２ ｇ硅 灰 石 粉 压 片 ，用 Ｊ ２ ０ Ｄ Ｃ００ ３

但是 ，机械化学作用激活 了粉体表面 ，可以提高颗粒
与其他无机物或有机物的作用活性 ，新生表面产生 的
游离基或离子可 以引发苯 乙烯、烯烃类进行 聚合 ，形
成聚合物接枝的填料 。因此 ，如果在无机粉体粉碎过 程 中的某个阶段或环节添加适量 的表 面改性剂 ，那么 机械激活作用可 以促进表面改性 剂分子在无机粉体表
２ ０ 年 第６ ０８ 期
中国非金属矿 工业导刊
பைடு நூலகம்
总第７ 期 ２
陶 勇
（ 中国非金属矿 工业公 司，北 京 １ ０ ３ ） ０ ５ ０ 摘要 ：本文综述了硅灰石表面改性的４ 种方法（ 机械力化学改性法 、包膜法 、偶联剂法和无机纳米包覆改性法 ） 及其改性 后在 工程 塑料 中的应用进展 。 关键词 ：硅灰石 ；表面 改性 ；应用 中图分类号：Ｐ ７ ．５ ； ３ ２ ５ ８ ９ ３ＴＢ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —９ ８ （０ ８０ ０ ０ — ４ ０ ７ ３ ６２ ０ ）６ ０ ９ ０
Ｃ ＳＯ ，理论 化学成 分为Ｃ Ｏ ４ ．％，ＳＯ２１７ ａ ｉ ａ ８３ ｉ ５ ．％。 常 呈 白色 和 灰 白色 ，玻璃 光 泽 到珍 珠 光 泽 ；密 度 ２ ７ ～２ ９ ｇ ｃ ；硬度４ ５ ． ；熔点 １ ４ ℃ ， ．８ ． ｌ ／ ｍ ． ～５ ０ ４ ５
种 以上 的表面 活性剂混合使 用 。 硅灰石 的表面改性 主要有４ 种方法 ：机械 力化学
Ｔ ｏ Ｙｏ ｇ ａ ｎ
（ ｈｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｔｌｃ ｎ ｒｌ Ｉｄ ｓｉｌ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｂｅ ｉｇ １０ ３ ， ｈｎ） Ｃ ｉａ ｉ ａＮｏ ｍｅａｌ ｅａｓ ｎｕ ｔａ Ｃ ｒｏａ ｏ ， ｉｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｎａ ｏ ｉ Ｍｉ ｒ ｉ ｊ Ａ ｓｒｃ： ｈ ａｅ ｉｌ ｖｅ ｕ ｉｄ ｆｕｆｃ ｄｆ ａｉｎｍｅ ｏ ｓ ｆ ｌ ｓ ｎｔ（ ｃａ ｏ ｈｍｉａ ａｓｒｔ ｎ ｂ ｔａｔ Ｔ ｅ ｐｒ ｎ ｒ ｉｗｓｏ ｒ ｎ ｓ ｒ ｅｍｏ ｉｃｔ ｔ ｄ ｌ ｔ ｉ ｍｅｈｎ ｃｅ ｃｌ ｄｏ ｉ ， ｐ ｍａ ｙ ｅ ｆ ｋ ｏｓ ａ ｉ ｏ ｈ ｏ ｗｏ ａ ｏ ｅ ｐ ｏ ｃ ａ ｎ ，ｏ ｐｉｇａ ｅｔ ｎ ｏｇ ｎｃ ａ ｏｐ ｒｃ ｏｔ ｇｆｒｈ ｄｆ ａ ｏ ｆ ｌ ｓ ｎｔ）ｎ ｓ ｐ ｌ ａ ｏ ｒｇｅｓ ｎｅｇ— ｏ ｔ ｇ ｃｕ ｌ ｎ ｄｉ ｒａ ｉｎ ｎ —ａ ｉｌ ｃａｉ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｏ ｔ ｍｏ ｉｃｔ ｎｏ ｌ ｔ ｉ ａｄｉ ｐｉ ｔ ｎｐｏｒｓ ｉ ｉ ｉ ｉ ｗｏ ａ ｏ ｅ ｔａ ｃ ｉ ｎ

第３ ９卷第１ 期 １
２１ ０ １年 １ 月 １
塑料 工 业
Ｃ ＮＡ Ｐ Ａ ＨＩ Ｌ ⅡＣ ＮＤＵｓ ＲＹ ＳＩ Ｔ ・ ７・ ６
硅灰石填充改性聚丙烯体 系结构 与性能的研究
王亚 鹏 ‘ ，刘 长斌
（ ．辽宁工程技 术大学实验实训中心 ，辽宁 阜新 １３０ ； １ ２ ０ ０ ２ ．沈阳新 松机器人 自动化股份有限公司 ，辽宁 沈 阳 １０６ ） １ １８ 摘 要 ：采用机械共混 的方法 制备 了聚丙烯 （ ｐ ／ ｐ ） 硅灰石共混体 系， 并对共混体 系的拉伸 强度 、冲击强度 、断 口形
一
貌进行 了测试 与分 析。在共混体 系中加入弹性体 乙烯 一醋酸 乙烯 共聚物 （ Ｖ Ｅ Ａ）和苯 乙烯 一丁 二烯 一苯 乙烯 （ Ｂ ） ＳＳ ， 以增加体 系的韧性 ；添加 马来酸 酐 （ Ｈ） ＭＡ ，以提高组分间的界面结合力 。结果表明 ：Ｅ Ａ对共混体 系增韧效果 不明 Ｖ 显 ，Ｓ Ｓ能够增加体系韧性 ，Ｍ Ｈ能够提高体系强度 ；当硅灰石质量分数为 ３ ％ ，Ｓ Ｓ和 Ｐ —－ Ｈ的质量分数均 为 Ｂ Ａ ０ Ｂ ＰｇＭＡ １％时 ，体系 的力学性能最佳 。 ５
２ Ｉ Ｓ Ｎ Ｒ ｂ ｔ Ａ ｔ ｔ ｎＣ ． ｔ． ｈｎ ａｇ１０ ６ ，Ｃ ｉａ ．ＳＡ Ｕ ｏ ｏ ＆ ｕ ｍａｏ ｏ ，Ｌｄ ，Ｓ ｅｙｎ １１ ８ ｈｎ ） ｏ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｐ ／ ｏｌｓｏ ｉ ｌｎ ｓｗ ｓｐｅ ａｅ ｙ ｍｅ ｈ ｎｃｌｂｅ ｄｎ ， ａ ｄ ｉ ｅ ｓｌ ｓ ｅ ｇｈ， ｉ ｓｒ ｃ ： Ｐ ｗ ｌ ｔｎｔ ｂｅ ｄ ａ ｒｐ ｒｄ ｂ ｃ ａ ｉａ ｌｎ ｉｇ ａ ｅ ｎ ｔ ｔｎ ｉ ｔ ｎ ｔ ｓ ｅ ｒ ｍ— ｐ ｃ ｔ ｎ ｈ ａ ｄ ｆ ｃｕ ｅｍｏｐ ｏｏ ｙｗｅｅｔｓｅ ｎ ｎ ｌｚｄ Ｉ ｈｓｓ ｄ ａ ｔ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｒｈ ｌｇ ｒ ｅｔｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ． ｎ ｔｉ ｔ ｙ， ｅａ ｔｍｅ Ａ ｎ ＢＳ ｗ ｓ ｓｅｔ ａ ｕ ｌｓ ｏ ｒＥＶ ａ ｄ Ｓ ａ

研究与开发CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2023， 40（3）： 17硅灰石的理论化学组成为51.7%（w）的SiO2和48.3%（w）的CaO，属于一种链状硅酸盐类矿物，粉碎后的颗粒呈针状或纤维状［1］，具有耐化学药品腐蚀、耐表面划伤、强度高、易进行表面改性等优点，是一种性能优良的矿物填料，广泛应用于橡塑、涂料、造纸、陶瓷与冶金等行业［2-6］；但硅灰DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2023.03.04石表面自由能大、易发生团聚、亲水、与有机物相容性差等都对其应用有较大的影响。

因此，为了硅灰石表面改性及其在聚丙烯中的应用张陶忠1，陈晓龙2，郝晓宇1，于福家2（1. 山西紫金矿业有限公司，山西 忻州 034000；2. 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819）摘要：采用硅烷偶联剂KH-570与钛酸酯偶联剂JN-114对硅灰石进行干法表面改性，研究了改性剂种类及用量、改性温度和改性时间对改性效果以及聚丙烯复合材料性能的影响。

结果表明，采用KH-570改性的最佳工艺：KH-570用量3.0%（w），常温，时间30 min，此条件下得到的改性硅灰石活化指数95.45%，水接触角91.25°；采用JN-114改性的最佳工艺：JN-114用量1.0%（w），温度70 ℃，时间30 min，此条件下得到的改性硅灰石活化指数98.16%，水接触角83.57°；KH-570与JN-114均以化学吸附作用于硅灰石表面。

采用硅灰石填充聚丙烯，KH-570改性的硅灰石提高了聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲强度与模量，而JN-114改性的硅灰石能有效提高聚丙烯复合材料的冲击强度与熔体流动性。

关键词：聚丙烯 硅灰石 表面改性 力学性能 复合材料中图分类号：TQ 325.1+4文献标志码：B 文章编号：1002-1396（2023）03-0017-05 Surface modification of wollastonite and their application in polypropylene Zhang Taozhong1，Chen Xiaolong2，Hao Xiaoyu1，Yu Fujia2（1. Shanxi Zijin Mining Group Company Limited，Xinzhou 034000，China；2. College of Resource and Civil Engineering，Northeastern University，Shenyang 110819，China）Abstract：Silane coupling agent KH-570 and titanate coupling agent JN-114 were used for dry surface modification of wollastonite. The effects of the type and amount of the modifiers，modification temperature and modification time on the modification effect as well as on the properties of polypropylene composites were studied. The results show that the optimum modification process parameters with KH-570 are as follows：the mass fraction of KH-570 is 3.0%，the reaction is at room temperature，and the time is 30 min. The activation index of modified wollastonite is 95.45%，and the water contact angle is 91.25°. The optimum modification process with JN-114 is as follows：The mass fraction of JN-114 is 1.0%，the temperature is 70 ℃，the time is 30 min. The modified wollastonite activation index is 98.16% and the water contact angle is 83.57°. Both reagents are chemically adsorbed on the wollastonite surface. The modified wollastonite are filled in polypropylene，among which，KH-570 modified wollastonite improves the tensile strength，bending strength and modulus of the composites，while the JN-114 modified one improves the impact strength and melt fluidity of the composite effectively.Keywords：polypropylene； wollastonite； surface modification； mechanical property； composite收稿日期：2022-11-29；修回日期：2023-02-28。

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。

1.2　主要实验仪器高混机：SHR -1.0，江苏白熊机械有限公司；缺口制样机：XQZ -J ，承德市金建检测仪器有限公司；同向双螺杆挤出造粒机：TSE -30A ，南京瑞亚福斯特高聚物装备限公司；塑料注射成型机：TTI -95G ，东华机械有限公司；微机控制电子万能试验机：CMT6104，美斯特工业系统有限公司；摆锤式冲击试验机：PIT501J ，深圳万测实验设备有限公司；滑石粉/硅灰石纤维/聚丙烯复合材料的制备与性能研究乔四高1，陈师岐2，周宴宇2，王选伦2*(1.重庆海德世控制拉锁系统有限公司，重庆 4000542.重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054)摘要：采用挤出注塑的工艺制备了不同配比的滑石粉（Talc ）/硅灰石纤维/聚丙烯（PP ）复合材料，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。

牧稿日期：２００２—０８—２９。 修改稿收到日期：２００２—１２—２０。 作者筒介：贺昌城，１９７２年９月生，博士，现在中国科学 院化学研究所进行博士后研究，研究方向为：塑料成型加 工工艺．纺织品后整理及功能纺织品开发，聚合物基复合 材料设计与开发，高分子的结晶行为等，已发表论文】Ｏ余 篇。联系电话：（ｏｌ ｏ）８２６１８５３３正一ｍ且ｉｌ：ｐｌ曲曲ｅｍ＠１６３．ｃ。Ｉｎ。
４．１填充改性工艺 无机粒子填充改性塑料，常用的工艺方法有 ２种：一次造粒法和母粒法。一次造粒法，即无机 粒子进行（或不进行）表面处理后，与树脂粉料或 粒料等一次混料后挤出、造粒，所得的改性粒子直 接用于成型各种制品；母粒法，即无机粒子进行 （或不进行）表面处理后，与树脂、助剂等按配方比
他表面活性剂对硅灰石粉进行表面处理．并对不 同配方膜的表面和力学性能进行比较，选取了合 适的表面处理剂。贺昌城等人【９以ＫＨ ５５０和ＤＬ一 ４１１一Ｄ铝酸酯偶联剂对针状和超细２种硅灰石粉
ＫＨ ５５０、
Ｏ．３０％，烧失１．４８％；其主要性能数据如下：每１００
ｇ吸油量为２３．３ｌ ｍＬ，水萃取ｐＨ值７．８，水分
Ｏ．１０％，水溶物Ｏ．２６％，白度８９．７０％，筛余物 ０加％。其低铁含量、低吸水率等特点对其用于填 充塑料很有利。 我国硅灰石的产量仅次于美国，但由于国内
销路尚未打开，产品多出口到日本、德国、加拿大
等国。日本以前从美国的长濑产业公司进口，现在 也从我国进口。国内硅灰石的生产厂家有吉林省 梨树县硅灰石矿业公司、辽宁铁法兴源超细增强 材料有限公司、江苏省溧阳明华矿业公司等。 ４我国硅灰石填充改性塑料的研究现状 硅灰石是原国家建材局重点鼓励、优先发展 的新材料．被中国工程塑料工业协会确认为一种 新兴的具有特色的无机增强材料。我国的科研工 作者从２０世纪８０年代中期就已经开始了以硅灰 石对塑料进行填充改性的研究工作，并取得了一

Ｌ Ｕ ｅ—ｗｅ Ｉ Ｌ ｎ。Ｌ ｎ Ｉ Ｃｏ ｇ，Ｔ ＡＯ ｉ—ｐｉｇ，ＸＩ Ｓ ｎ ＡＯ ｎｇ，Ｙ Ｐｅ ＡＮＧ Ｚｅ
（ ｅｅｒｈａ ｄＤ ｖｌｐ ｅ ｔ ｅ ｔ ，Ｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＬ ｂｒｔｒ ｒ ｌ ｔ ｄｆ ａｉ ｎ ｒｃｓｉ ， Ｒ ｓａｃ ｎ ｅ ｅ ｍ ｎ ｎｅ ｏ Ｃ ｒ ａ ｏａ Ｅ ｇｎｅ ｎ ａ ｏａ ｙｆ ａ ｉ Ｍｏ ｉｃｔ ｎａ ｄＰｏｅｓ ｇ ｉ ｉ ｏ ｏ Ｐ ｓｃ ｉ ｏ ｎ Ｋｎ ｆ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙＣ ． ｔ． ｕ ｎ ｄｎ ｕｎ ｚｏ ５ ０ Ｃ ｉａ ｉｇａ ｃｅ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｏ ，Ｌｄ ，Ｇ ａ ｇ ｏｇＧ ａｇｈ ｕ５ ０ ２ ， ｈｎ ） ｎ ｇ １
ｐ ｗｄ ｒａ ｄ ｍｉａ ｆ ｌ ｄ，ｔ ｅ ｗｏｌ ｓ ｎ ｔ ｈ ｗｅ ０ ｏ ｅ ｎ ｃ ｌ ｉ ｅ ｈ ｌ ｔ ｉ ｓ ｏ ｄ １ ％ ｈ ｇ ｅ ｅ ｕ ａ ｄ ｌ ｓ ｔ ａ ａｃ ｍ ｏ ｅ ． Ｄｉ ｅ ｅ ｔｃ ｕ ｌ ｇ ａ ａ ｏ ｅ ｉ ｈ ｒｆ ｘ ｒ ｌｍｏ ｕ ｕ ｈ ｎ ｔｌ ｕ ｐ ｗｄ ｒ ｌ ｆ ｒｎ ｏ ｐｉ － ｆ ｎ
再加入硅灰 石 ， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材料 的物性基本没有影响 ； 硅灰石耐刮擦性方面好 于滑石粉 。
关键 词 ： 硅灰石； 聚丙烯； 改性； 对比
中图 分类 号 ￣Ｑ２． Ｔ ３７８
文献 标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０１ ９７（０２０ —０５ ０ １ — ６７２１）４ ０５ — ３ ０
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硅灰石改性及填充工程塑料ABS的研究-硅灰石,ABS,研究武汉理工大学资源与环境工程学院，张凌燕赖伟强唐华伟郑光军< 武汉理工大学资源与环境工程学院。

湖北武汉430070不同的改性剂改性剂用量、改性时间等工艺条件对硅灰石的改性效果有重要影响。

经γ-甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷改性后的硅灰石填充工程塑料ABS增强了复合资料的刚性和熔体流动性，摘要对硅灰石粉的外表改性效果及填充ABS塑料力学性能的研究标明。

其他力学性能虽有小幅下降，但不影响其在工程上的使用；同时降低了ABS塑料使用的本钱，填充量为20%时，可降低成本15%关键词硅灰石改性填充ABS硅灰石属于链状偏硅酸盐，化学分子式为CaSiO3粉碎后，颗粒呈纤维状或针状。

硅灰石无毒，具有低吸油性、低吸水性、热稳定性和化学稳定性，白度高，并有独特的粉体纤维，应用广泛。

而改性硅灰石粉体，因其外表性能得到改善，提高了其疏水亲油的能力，应用于塑料、橡胶基体材料中，能更均匀地分散，并与基体资料有很强的亲和性能，可改善塑料、橡胶制品的力学性能和抗老化性能。

工程塑料是指可作为结构性资料使用的塑料，可在较宽的温度范围和较长的时间内坚持优异性能，并能接受较高机械应力和在较为苛刻的化学物理环境中长期使用[1]但与通用塑料相比，工程塑料因价格昂贵，使用受到限制。

本试验对硅灰石进行外表改性，分析了改性条件对改性效果的影响，并对改性硅灰石填充ABS 性能进行了研究。

1试验1.1主要原料、设备及仪器树脂基材为ABS丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)中国石油吉林石化分公司；硅灰石微粉，原矿来自青海都兰县海寺，硅灰石矿物含量为＞90%CaO41.74%SiO251.25%d90为13.81μm长径比为11白度80硅烷偶联剂，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(WD-50γ-2, 1.3改性效果测试< 1.3.1润湿接触角：取改性硅灰石微粉压片。

3-环氧丙氧基)丙基三甲基硅烷(WD-60γ-甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(WD-70武汉大学有机硅新资料股份有限公司。

硅灰石材料的研究进展硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙矿物，呈针状、放射状、纤维集合体。

由于其无毒，具有低吸油性、低吸水性、热稳定性和化学稳定性、白度高等物化性质，被广泛应用在建筑陶瓷、涂料、塑料、橡胶、冶金和耐火材料等行业领域。

随着经济发展和科技水平的提高，天然硅灰石原料已不能满足工业生产的要求。

这就促使了对硅灰石粉体的制备方法作深入研究，制备出高纯度、高性能的硅灰石粉体，同时也扩大了硅灰石的应用范围。

1成分和结构硅灰石的化学分子式为casio3，结构式为ca3[si3o9]，理论化学成分：cao 48.25%、sio2 51.75%。

自然界中纯硅灰石罕见，在其形成过程中，ca有时被fe、mn、ti、sr等离子部分置换而呈类质同象体，并混有少量的al和微量k、na。

由于硅灰石形成时的温度、压力等条件不同，可能出现3种同质多象体：①三斜链状结构的tc型硅灰石，通称低温三斜硅灰石（α-casio3）；②单斜链状结构的zm型副硅灰石，通称副硅灰石（α′-casio3）；③三斜三元环状结构的假硅灰石，通称假硅灰石（β-casio3）。

目前被广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石，大多呈针状、纤维状或片状，常簇集呈扇形、辐射形集合体，有的呈细小的颗粒状。

2性质2.1光学性质硅灰石矿物具有荧光性质。

荧光性质依硅灰石的成分和激发源的波长而定。

在365nm的短波紫外光下，湖北大冶县的硅灰石发桔黄色荧光，而吉林梨树县硅灰石发紫红色荧光。

硅灰石还具有热发光性质，不同地区的硅灰石热发光曲线存在差异，其原因可能与成矿的时代、条件不同以及含有杂质矿物有关。

2.2水溶性和吸油性硅灰石矿物在中性水的溶解度于25℃下为0.0095g/100ml。

它的溶解度还取决于它的细度，硅灰石颗粒越细，它的溶解度越高。

硅灰石的吸油性很小。

2.3电学性质硅灰石具有高电阻、低介电常数的优良特性。

据电学测试，以硅灰石为主要成分的电瓷的电阻为1011～1012欧姆·厘米的数量级。