解聚剂及无机粉体材料在塑料改性中作用研究马世鹏模板
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聚合物解聚剂聚合物解聚剂是一种能够将聚合物分子解聚为单体的化学物质。
在化学工业中,聚合物解聚剂被广泛应用于废旧塑料回收、聚合物材料再利用等领域。
聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物。
在聚合物的制备过程中,通常需要将单体分子通过化学反应连接在一起,形成较大的聚合物分子。
而聚合物解聚剂的作用则是将这些聚合物分子再次分解为单体,以便进行再利用或回收。
聚合物解聚剂的种类繁多,常见的有热解聚剂、溶解聚剂、酶解聚剂等。
热解聚剂通过加热聚合物材料,使其分子链断裂,从而实现解聚的目的。
溶解聚剂则是通过将聚合物溶解于特定的溶剂中,使其分子分散,从而实现解聚。
酶解聚剂则利用特定的酶来降解聚合物分子。
聚合物解聚剂的应用领域广泛。
在废旧塑料回收领域,聚合物解聚剂可以将废旧塑料分解为单体,再经过提纯和再聚合等步骤,得到高质量的再生塑料。
这不仅可以减少塑料废弃物对环境的污染,还可以节约资源,降低生产成本。
聚合物解聚剂还可以用于聚合物材料的再利用。
在一些特定的聚合物材料中,存在着一些不可避免的缺陷或污染物,导致其无法直接重复使用。
通过使用聚合物解聚剂,可以将这些杂质或缺陷分解,从而使聚合物材料再次利用。
聚合物解聚剂的研究和开发也具有重要的意义。
随着可持续发展理念的深入推广,对于聚合物材料的再利用和回收变得越来越重要。
聚合物解聚剂的研究不仅能够解决聚合物废弃物的处理问题,还可以为聚合物材料的可持续发展提供技术支持。
在研究聚合物解聚剂的过程中,需要考虑到解聚效率、环境友好性、解聚产物的品质等方面的因素。
解聚效率是指聚合物解聚剂能够将聚合物分解为单体的效率,通常通过对解聚产物的分析来评估。
环境友好性是指聚合物解聚剂对环境的影响程度,包括废弃产物的处理和对环境的污染等方面。
解聚产物的品质则直接关系到再利用的可行性和产品的质量。
聚合物解聚剂在废旧塑料回收和聚合物材料再利用等领域具有重要的应用价值。
通过研究和开发高效、环保的聚合物解聚剂,可以实现聚合物废弃物的高效处理和资源的可持续利用,为建设资源节约型、环境友好型社会提供技术支持。
天然硬石膏超微粉体表面多层包覆改性影响因素正交分析王少会
【期刊名称】《非金属矿》
【年(卷),期】2009(032)002
【摘要】采用钛酸酯偶联剂与有机单体联合改性天然硬石膏超微粉体,并制备了PVC/硬石膏复合材料.通过红外光谱对改性前后粉体进行表征,并利用正交实验方法分析影响其活化指教指标的实验因素,最后测定了复合材料的力学性能.结果显示:改性后粉体表面包覆了有机基团;偶联剂用量对粉体活化指数影响最为明显;在相同填充量下,改性相比未改性的PVC/硬石膏复合材料拉伸强度、断裂伸长率以及冲击强度分别提高了17%、15%和14%.
【总页数】4页(P8-10,13)
【作者】王少会
【作者单位】华东交通大学基础学院化工系,江西南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】TB332;TQ177.3
【相关文献】
1.有机包覆改性SiC粉体表面结构与性质的表征 [J], 吉晓莉;李美娟;武七德
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3.硅酸铝包覆硅灰石复合粉体表面硅烷改性研究 [J], 王彩丽;郑水林;刘桂花;王丽晶;王兆华
4.沥青包覆改性天然石墨 [J], 陈召勇;鲁盼盼;朱华丽
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《新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究》篇一新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究一、引言随着科技的发展和环境保护意识的提高,新型的环保材料成为了研究的热点。
聚碳酸亚丙酯(PPC)作为一种生物降解性塑料,具有优异的物理性能和生物相容性,但其仍存在降解速度较慢的问题。
为了解决这一问题,本文通过引入蒙脱土(MMT)制备了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料(PPC/MMT),并对其制备工艺、性能及降解行为进行了深入研究。
二、材料制备1. 原料选择选用聚碳酸亚丙酯树脂、蒙脱土、有机改性剂等为原料。
2. 制备工艺将蒙脱土进行有机改性处理,以提高其与聚碳酸亚丙酯的相容性。
然后,将改性后的蒙脱土与聚碳酸亚丙酯树脂进行熔融共混,制备出聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料。
三、材料性能研究1. 结构分析通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段,对聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的结构进行分析。
结果表明,蒙脱土在聚碳酸亚丙酯基体中实现了纳米级分散,形成了纳米复合结构。
2. 力学性能测试了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能。
结果表明,蒙脱土的加入显著提高了聚碳酸亚丙酯的力学性能。
3. 热稳定性通过热重分析(TGA)等方法,研究了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的热稳定性。
结果表明,蒙脱土的加入提高了复合材料的热稳定性。
四、降解行为研究1. 实验方法将聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料置于模拟自然环境条件下,定期观察其降解情况,并记录质量损失、形态变化等数据。
2. 降解过程及机制聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料在模拟自然环境条件下,表现出良好的生物降解性。
蒙脱土的加入加速了聚碳酸亚丙酯的降解过程,使其在较短的时间内完成了质量损失和形态变化。
降解机制主要为微生物作用和光氧化作用。
五、结论本文成功制备了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料,并对其制备工艺、性能及降解行为进行了深入研究。
解键剂用于PBS-CTMP复合材料界面改性的研究岳小鹏;徐永建;邵佳静【摘要】以解键剂对化学热磨机械浆(CTMP)进行预处理,然后通过熔融加工制备聚丁二酸丁二酯(PBS)-CTMP复合材料,对复合材料的力学性能、流变性能进行测试,并对其进行动态力学分析和形貌学表征.结果表明,解键剂处理削弱了CTMP纤维间的结合强度,以经解键剂处理后的纤维制备的复合材料力学性能显著提高.与未处理的CTMP相比,CTMP经质量分数0.50%(相对于纤维)的解键剂处理后,含质量分数40%CTMP的复合材料拉伸强度、冲击强度和弯曲强度分别提高了21.9%、22.3%和35.4%.解键剂的加入,降低了复合材料的剪切黏度,在复合材料体系中起到了润滑剂的作用,对其加工制备起到积极作用.DMA和SEM的分析结果表明,采用解键剂对CTMP进行处理后,CTMP纤维与PBS基体间的界面结合增强.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】6页(P22-27)【关键词】解键剂;PBS;CTMP纤维;复合材料;界面改性【作者】岳小鹏;徐永建;邵佳静【作者单位】陕西科技大学轻工与能源学院,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学轻工与能源学院,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学轻工与能源学院,陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室,陕西西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TQ327.8随着不可再生资源的日益枯竭和人类环保意识的逐步提高,以天然植物纤维材料与生物可降解脂肪族聚酯材料复合制备环境友好的复合材料,成为近年来研究领域的重点与热点之一。
与其他可降解脂肪族聚酯 (PLA、PCL)相比,聚丁二酸丁二酯(PBS)具有熔点高、耐热性能好、热分解温度高、不易发生热变形等优点,在力学性能上接近通用塑料,适用于目前较成熟的成型加工工艺。
无机粉体在塑料薄膜中的应用分析无机粉体在塑料薄膜中的应用分析中国粉体技术... 05-11 11:52 大无机粉体材料加入到塑料薄膜中不仅可以降低塑料制品原材料成本,而且在科学、合理使用的前提下,在保障必要的力学性能的同时,还可以在光学性能、缓释功能、环保效应等方面起到明显的改性作用。
但同时也存在一些问题,需要引起我们的高度重视。
1 增重问题非金属矿物的密度比合成树脂大很多,通常都要大两三倍。
尽管矿物填料在质量上一比一地代替了基体塑料,但它所占有的体积仅为同样质量的基体塑料的几分之一。
如果矿物填料的颗粒与基体树脂紧密接触,没有空隙的话,那么这种体积上的差别将直接影响到以面积或长度计量的塑料材料及制品的数量。
因为注塑成型的模具型腔的容积是一定的,同样质量的熔体如果体积不同,所能成型的注塑制品的数量就会减少,结果在使用填料降低制品成本、增加经济效益的同时,出现了因长度、面积、制品个数减少的负面效应。
2 磨损问题塑料加工所使用机械设备中,与物料相接触的部件,如螺筒、螺杆、机头、模具等,大多是用氮化钢制作,其表面的维氏硬度约800~900。
如果非矿粉材料的硬度与之接近甚至更硬,加之粉体颗粒本身的棱棱角角,会给所接触的金属表面造成严重磨损。
机械设备的提前损坏乃至报废,将会使廉价非矿粉体带来的经济利益茫然无存,甚至得不偿失。
3 老化问题加入无机粉体材料的聚乙烯薄膜存在一定的易老化问题,如果从可环境消纳的角度看,是有利的,但从农用地膜的角度看是不利的。
4 透光度问题大家都认为无机粉体材料加入到聚乙烯中,其透光度要受到很大影响,既使材料性能能够满足使用要求,但对于农膜和地膜来说,良好的透光度仍然是能否大量使用无机粉体材料的前提条件。
填充PE薄膜的透光性好坏主要取决于填料颗粒大小和这种无机粉体材料与基体塑料折光率的差异。
因此,加有少量碳酸钙就显现出不透明是自然的。
而要想使大量碳酸钙颗粒都呈现纳米尺度的分散也是不可能的。
无机粉体材料表面包膜研究与应用3陈启荣 孙家跃 杜海燕北京工商大学摘 要: 综述了表面包膜技术在发光材料、纳米材料、珠光颜料等无机粉体材料中的研究进展。
主要介绍了表面包覆无机物的研究现状,简要介绍了各种应用中的制备工艺,分析比较了各种制备工艺的优缺点及适用范围。
关键词: 无机粉体; 包膜; 发光材料; 纳米材料; 珠光颜料 无机粉体材料在化工、医药、颜料、染料等领域有着广泛的应用。
近年来在化工和新材料方面的应用更加活跃。
但是粉体材料的表面活性大,极易团聚,在成型过程中难以实现高均匀、高分散,从而使最后烧成材料的性能下降,以致材料特别是超细粉体材料的优点没有发挥出来。
研究发现在无机粉体材料表面包覆一层无机或有机高分子物质可以很好地改善材料的性能,如纳米材料的分散性能、荧光材料的光学性质、改变颜料的色泽及材料的耐温、耐候、耐光性能等。
目前常用的包覆方法有溶胶2凝胶法、化学沉淀法、醇盐水解法、非均相凝固法、化学气相沉积法、流化床化学气相沉淀、混合干球磨法等等。
根据不同的包覆目的,表面包覆的物质多种多样,如在云母表面包覆铜、铁、锌、银或氧化镍、氧化锡等金属氧化物来改善珠光颜料的颜色,在荧光粉表面包覆硅铝等氧化物膜改变荧光粉的光衰等等。
文章分别就表面包覆改性技术在发光材料、纳米材料、陶瓷、珠光颜料等各方面研究进展与应用做简要介绍。
1 荧光粉表面包膜荧光粉的表面包覆可以解决荧光粉由于电性和表面化学活性造成的荧光粉性能的下降,提高荧光粉的发光性能、改善分散性。
1.1 包覆方法对荧光粉的包覆方法主要有干法和湿法2种。
湿法是在水介质中进行的,常用的有表面成膜包覆法和胶体包覆法。
表面成膜包覆法一般是在荧光粉的浆液中加入包膜物质的前驱物或在包膜物质前驱物的溶液中加入荧光粉,然后调节溶液的pH值使包膜物质沉淀到荧光粉的表面。
胶体包覆法中最简便的包覆方法是将钇、铝、铈、锡、锑、锆等金属氧化物或二氧化硅的胶体直接喷在滚动干燥机中的荧光粉表面上。
无机粒子对聚苯醚发泡性能的影响
郭梦浩;乔世泽;郑家欣;何亚东;信春玲
【期刊名称】《塑料工业》
【年(卷),期】2022(50)11
【摘要】以共混质量分数50%聚苯乙烯的聚苯醚(PPO)为基础树脂,利用差示扫描量热仪、旋转流变仪和接触角仪研究了滑石粉和纳米二氧化硅对于PPO的玻璃化转变温度、流变性能、表面能的影响。
并以超临界CO_(2)为发泡剂,采用重量法研究了无机颗粒对其在PPO中溶解度的影响;结合间歇发泡实验,分析讨论了无机粒子对PPO发泡性能以及泡孔结构的影响。
结果表明,无机颗粒的加入提高了PPO 的熔体黏弹性和CO_(2)在PPO中的溶解度,降低了共混物的表面能,其中改性纳米二氧化硅影响更显著;增大的熔体黏弹性使PPO发泡温区向高温偏移5~10℃,溶解度增大有利于改善PPO的发泡倍率,可达到15倍以上;两种无机粒子的加入使泡孔结构更均匀,纳米SiO_(2)更有利于泡孔成核,提高泡孔密度,减小泡孔尺寸。
【总页数】7页(P145-150)
【作者】郭梦浩;乔世泽;郑家欣;何亚东;信春玲
【作者单位】北京化工大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ326.53
【相关文献】
1.无机矿物聚合物制备环境对双氧水发泡性能的影响研究
2.双氧水发泡体系对无机聚合物发泡混凝土硬化性能的影响研究
3.橡胶粒子对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为与力学性能的影响
4.无机粉体对LDPE复合材料发泡行为及力学性能的影响
5.无机微纳米粒子改性对碳纤维复合材料力学性能的影响
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中文摘要本文主要研究了四种无机阻燃剂粉体,即氢氧化镁(MH)、滑石粉(Talc)、硼酸锌(ZB)、改性蒙脱土(OMT)在聚丙烯(PP)体系中阻燃协同效应。
通过极限氧指数、垂直燃烧实验、锥形量热仪、差示扫描量热仪(DSC)等研究了材料的燃烧性能和结晶行为。
结果表明滑石粉、硼酸锌和MH存在较好的阻燃协同效应,尤其是硼酸锌和MH并用时对PP能起到较好的阻燃效果,但是改性蒙脱土和MH的阻燃协同效应效果不是很明显。
DSC 试验结果表明MH能起到异相成核作用,提高材料的结晶速率并降低材料的结晶活化能。
作为无机阻燃剂粉体,MH具有广阔的应用前景。
关键词:聚丙烯、氢氧化镁、滑石粉、硼酸锌、蒙脱土、阻燃AbstractIn this paper, effect of inorganic flame retardants including magnesium hydroxide (MH), talcum powder (Talc), zinc borate (ZB) and surface-modified montmorillonite (OMT) on the flammability properties of polypropylene (PP) was investigated. Limited oxygen index tests, vertical combustion measure and cone calorimeter were employed to evaluate the fire retardancy and differential scanning calorimeter (DSC) of those materials. The results indicated that synergistic effect was occurred when Talc, ZB and MH were incorporated together into PP matrix. As an inorganic flame retardant, MH has the broad application prospect. The DSC results suggested that the MH have a remarkable heterogeneous nucleation effect in the polymer matrix and decreased the activation energy (ΔE) of the mentioned samples.Key Words: Polypropylene, magnesium hydroxide, talcum powder, zinc borate, montmorillonite, flame retardant.目录第1章文献综述 (1)1.1 引言 (1)1.2 聚合物的燃烧 (2)1.3 阻燃剂的作用机理 (3)1.3.1 冷却机理 (3)1. 3.2 稀释机理 (3)1. 3.3 隔离膜机理 (3)1. 3.4 终止连锁反应机理 (3)1. 3.5 协同作用机理 (4)1.4 阻燃剂的种类 (4)1.4.1 磷系阻燃剂 (4)1. 4.2 金属氢氧化物阻燃剂粉体Al(OH)3和Mg(OH)2 (5)1.5 聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料 (6)1.5.1 纳米复合材料的制备 (6)1. 5.2 纳米复合材料的性能 (8)1. 5.3 纳米复合材料的应用前景 (8)1. 5.4 含有MH的高分子子材料 (9)1.6 研究主要内容 (9)1.7 研究的目的和意义 (10)第2章实验部分 (11)2.1 材料制备 (11)2.1.1 实验原料 (11)2. 1.2 实验仪器 (11)2. 1.3 实验步骤 (11)2.2 性能测试 (12)2.2.1 燃烧性能测试 (12)2. 2.2 锥型量热计试验 (15)第3章氢氧化镁阻燃聚丙烯复合材料 (16)3.1 MH对PP性能的影响 (16)3.1.1 MH对PP/MAPP燃烧性能的影响 (16)3. 1.2 Mg(OH)2的阻燃机理讨论 (16)3.2 Talc协效对PP/MAPP/MH性能的影响 (17)3.2.1 MH/Talc比例对燃烧性能的影响 (17)3. 2.2 Talc含量对阻燃性能的影响 (17)3.3 OMT协效对PP/MAPP/MH性能的影响 (19)3.3.1 MH/OMT比例对基材燃烧性能的影响 (19)3. 3.2 MH/OMT体系阻燃机理的讨论 (20)3.4 ZB协效对PP/MH性能的影响 (20)3.4.1 MH/ZB比例对基材燃烧性能的影响 (20)3. 4.2 MH/ZB体系阻燃机理的讨论 (21)3.5 Talc、OMT、ZB对PP/MAPP/MH复合材料燃烧性能的影响 (21)3.5.1 Talc、OMT、ZB最佳协效配比 (21)3. 5.2 锥形量热实验分析 (22)3.6 结论 (25)第4章氢氧化镁对PP结晶性能的影响 (27)4.1 MH对PP结晶性能的影响 (27)致谢 (32)参考文献 (32)第1章文献综述1.1 引言近年来,高分子材料科学与工程的发展使得各种新型的聚合物及其复合材料以其优异的综合性能正逐步取代传统材料,在国民经济和人民生活的各个领域发挥着重要作用。
V o l.14高分子材料科学与工程N o15 1998年9月POL Y M ER M A T ER I AL S SC IEN CE AND EN G I N EER I N G Sep t.1998PP EPDM CaCO3三元共混体系的脆韧转变研究张云灿 陈瑞珠 郑海宁Ξ 黄小兵3(南京化工大学,南京,210009)摘要 采用扫描电镜和材料力学性能试验方法研究了PP EPDM CaCO3三元体系中CaCO3的表面处理与其材料的缺口冲击韧性及产生脆韧转变现象之间的关系。
实验结果及分析表明:体系中分散相颗粒周围向PP基体扩散、渗透或与之共结晶的EPDM部分是增韧PP的有效成分;较好的表面处理条件下,体系中加入较少量的EPDM即可使材料缺口冲击韧性和拉伸模量值同时达到较好水平。
关键词 聚丙烯,EPDM,碳酸钙,缺口冲击强度,脆韧转变 近年来,人们在采用刚性粒子增韧聚合物的研究方面已有了较为深入的发展[1~4]。
其中特别是关于采用CaCO3刚性填料粒子增韧HD PE的研究[3,4]。
然而实践中发现,将CaCO3刚性填料粒子增韧HD PE的方法同样应用于均聚PP中时(即PP CaCO3二元体系),则不能产生相同效果。
另一方面,在对于PP EPDM二元体系的研究中,人们也普遍认为,一般情况下橡胶的需用量较多(约25%),被改性材料的强度及模量下降严重。
本文采用在PP与EPDM共混合的过程中同时加入Ca2 CO3的方法,研究了CaCO3的表面处理与其材料缺口冲击强度及其相态结构间的关系以及该种改性方法对材料力学模量值的影响。
1 实验部分1.1 实验材料PP F401:M I=2.5g 10m in,扬子石化公司产品。
重质超细CaCO3:平均粒径dθ=1.61Λm,粒径分布标准离差S=1.06Λm,南京新浦精细化工厂产品。
偶联剂:单烷氧型钛酸酯类OL T2951,南京塑料厂产品。
烷氧焦磷酸酯型钛酸酯ND Z,南京曙光化工厂产品。
无机粉体改性塑料的研究进展无机粉体改性塑料是近年来塑料材料研究领域的热点,随着科技的进步,它得到了广泛的应用,并引发了人们深入的研究。
这类材料主要是由无机粉体和基体塑料通过其中一种方式共混或者化学结合而成。
通过有效改性,不仅可以提高塑料的机械性能、优化其表观质地,还能赋予其一些与天然材料近似的性能,例如疲劳耐性、耐磨性、抗老化性等。
本文将着重介绍无机粉体改性塑料的研究进展。
首先,无机粉体的选择范围广泛,常用的有纳米碳酸钙、氧化硅、氧化铝、金属硫化物等。
这些无机粉体的加入,为塑料提供了更强的刚度、更高的热稳定性和更好的阻燃性。
例如,氧化铝的加入能增加塑料的抗氧化性和阻燃性,使其在高温环境下保持良好的性能。
除此之外,为了达到最佳的改性效果,共混技术在无机粉体改性塑料研究中扮演着关键角色。
通过共混技术,无机粉体可以在塑料基体中分散均匀,从而使改性塑料具有更好的性能。
包括熔融共混、溶液共混、高剪切力共混等在内的各种共混技术都已被研究并成功应用。
另外,无机粉体的表面改性也是最近研究热点。
表面改性不仅能改善无机粉体在塑料基体中的分散性,还能优化其与基体的界面相容性,从而提高改性塑料的整体性能。
目前,无机粉体的表面改性方法主要包括硅烷偶联剂改性、有机硅改性、有机金属改性等。
值得一提的是,随着可持续性、环保性研究的逐渐深入,生物基塑料和可生物降解塑料也开始被应用于无机粉体改性塑料的生产中。
这些塑料不仅本身具有更好的生物相容性和可降解性,而且在无机粉体的添加下,仍然能保持较好的机械性能和使用性能。
总体来看,无机粉体改性塑料的研究进展迅速,技术日趋成熟,并在塑料产业中有着广阔的应用前景。
然而,真正实现该技术的产业化,还需要在选择无机粉体、改性方法和适配基体塑料等多方面进一步研究和优化。
只有这样,才能使无机粉体改性塑料真正发挥其优势,满足未来塑料产业的高效、环保、可持续发展的要求。
解聚剂及无机粉体材料在塑料改性中作用研究马世鹏宝鸡云鹏塑料科技有限公司( 721006)摘要: 本文简述了解聚剂及无机粉体材料在塑料改性中的作用及研究, 填充改性, 填料表面结构, 母料, 三种填充作用机理, 不同纳米无机粉体改性途径, 方法, 效果, 具体实例说明。
关键词: 解聚剂无机粉体改性塑料纳米1.前言当前,在高速发展信息技术、能源技术同时,材料技术也得到了迅速发展。
随着高新技术、高新产品的不断出现,对材料的质和量提出了更高标准的要求,于是人们就开始研究、制造和生产新型材料,以适应社会的需求。
与其它材料相比,塑料材料具有质量轻、耐腐蚀、比强度高、电性能优异、容易加工成型各种外观美丽、色彩鲜艳的制品等特点,因而作为一种新型材料, 是材料工业赖以发展的不可缺少的重要组成部分,而且当前是材料工业中高新技术最活跃的领域,其发展速度远远超过了其它行业,已名列前茅。
当前,塑料材料的应用领域正逐步扩大,已涉及到国民经济的各个方面,乃至人们的日常生活,如以塑料代替术材、钢材、铝材、铜材、陶瓷、玻璃、皮革、纸张、漆器、橡胶、石器和花、草、树木等,然而塑料材料还有些独特优点也是其它材料所不能代替的,例如塑料农用大棚膜、地膜; 人造卫星、宇宙飞船、火箭等的大部分材料。
还能制成功能性塑料产品,如导电塑料、压电塑料、屏蔽塑料、磁性塑料、生物塑料、光学塑料、液晶塑料等。
塑料改性可分为物理改性和化学改性, 物理改性分为填充改性, 其中又分出来增强改性、共混改性; 化学改性分为接枝共聚改性、嵌段共聚改性、交联改性( 又分为辐射交联、化学交联) 、冷等离子体改性等。
2.填充改性填充改性是指: 在塑料成型加工过程中, 加入无机或有机填料( 填充剂) , 不但能使塑料产品价格大大降低, 对产品的销路起促进作用, 而且更重要的是能显着改进制品的某些性能。
例如能克服塑料制品的低强度、不耐高温、低刚度、低硬度、易膨胀性、蠕变性、耐摩擦性、耐环境老化性等。
因此填料既有增量作用, 又有改性效果, 当然并非所有填料都能起到上述某一作用的。
有些填料具有活性, 结构形态特殊, 能起到补强作用, 可显着提高制品的强度, 例如200目以上的木粉添加到酚醛树脂中, 在50﹪以内的范围内( 质量数) 能起到提高强度的作用, 超过50﹪的填充量则强度降低。
有的填料则不是这样, 添加后起到稀释作用, 降低了机械强度( 如拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等) , 如500目的普通碳酸钙添加到聚氯乙烯树脂中就是这样, 这种填料则称为惰性填料, 但换成1250目或2500目超细碳酸钙后, 或者采用纳米级碳酸钙则起到了提高强度的作用。
合适的填料、助剂、不同配方、专用设备调整工艺参数等采用相应的措施来克服。
无机粉体填料当前应用面很广, 其种类也很繁多。
补强级无机粉体填料有: 云母粉, 滑石粉, 硅灰石粉等, 但必须要高纵横比的才行, 一般来说, 纵横比应大于100时效果才比较明显, 若能接近200或300的话, 效果会非常显着。
可是材料成本会大大提高。
例如: 天然硅灰石具有β型硅酸钙的化学结构,是针状、棒状、粒状各种形状粒子的混合物, 热膨胀系数为 6.5×10/度, 吸油、吸水少, 化学稳定性能及电绝缘性能较好, 成本低廉。
将天然硅灰石粉碎、分级、精制而成, 即可作为塑料填充母料用, 但若塑料填料要求性能较高时, 可用合成方法制备的硅灰石, 即将二氧化硅和氧化钙进行加热反应制备。
用化学反应合成的硅灰石其结构为α型硅酸钙, a型硅酸钙一般具有粒状形态, 增强效果差些。
其化学式为CaSiO3, 长径比为15: 1, 化学成份为: SiO250.9%、CaO46.9%、Al2O30.52%、MgO0.1%、烧失量0.9%、其它0.7%, 属于一种短纤维型填料。
硅灰石不但用于塑料填充母料, 因它对塑料具有一定的补强作用, 还可用于增强尼龙、聚丙烯、聚酯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚、ABS等, 作为增强母料用。
一般的无机粉体填料, 若不进行表面处理的话, 基本上没有补强作用, 如碳酸钙, 高岭土, 二氧化硅( 天然物, 不是人工合成的白碳黑) , 二氧化钛, 赤泥, 粉煤灰, 硅藻土, 玻璃微珠, 硫酸钡, 硫酸钙, 滤泥, 污泥,灰泥, 油页岩灰, 斜发沸石, 叶腊石粉, 硅酸铝, 菱苦土, 石英粉等等。
塑料母料是一种新型塑料成型加工助剂, 由于母料助剂的出现, 对推动塑料工业的迅猛发展起了很大作用, 其主要特点是: 能够简化生产工艺过程;原料混合方便, 混炼质量均匀, 提高生产效率及制品性能指标; 减少粉尘飞扬及对设备的磨损; 降低制品在换色时清洗螺杆的用料量; 延长原料储存的保质期等。
色母料: 用于染色用; 填充母料, 替代各种填充剂, 填充各种树脂; 专用母料, 如专用于作薄膜制品, 专用于作电线、电缆制品等母料; 阻燃母料, 用于各种场合下的阻燃制品; 耐紫外线母料, 用于室外制品; 导电母料, 用于导电塑料制品等等。
母料的理想结构应该由四部分组成, 最里层为母料的主体成份核心部分, 起提高某种性能指标的作用, 或其它作用; 第二层为偶联层, 由偶联剂或交联剂组成, 目的是提高核心层与树脂间的结合力; 第三层为分散层, 由一些低聚物及分散剂组成, 目的是混合均匀, 避免核心层聚集, 提高造粒过程中流动性; 第四层, 即最外层是增混层, 由具有一定双键的共聚物、或均聚物、或相容剂组成, 目的是与要改性的树脂能更好地结合。
有时母料的结构, 并没有这样复杂, 只有简单的二层或三层结构, 只是改性效果差些而已。
根据母料种类的不同, 核心层的种类大不相同。
普通填料主要用于填充母料。
碳酸钙是当前最常见的无机粉状填料。
当粒径为0.005-0.02微米时, 其补强作用与白炭黑相当。
滑石粉作为塑料填充母料, 可提高制品的硬度、耐火性、抗酸碱性、电绝缘性、尺寸稳定性、耐蠕变性。
但由于不同产地滑石的化学成分、结晶构造不同, 则填充塑料母料的性能也不相同。
高岭土, 二氧化硅可作为塑料母料填料。
2.1表面的物理结构填料表面的物理结构很复杂, 粒子与粒子之间千差万别, 单个粒子的生长过程不同, 表面结构也不相同。
如结晶粒子, 由于在熔点时发生急剧变化, 在表面形成许多凹凸, 微细结构很复杂。
非结晶粒子不是这样, 如二氧化硅在高温状态时, 粘度较低, 由于表面张力的缘故, 使其粒子表面光滑, 然后固化成型。
当然由于实际冷却过程中的温度不均匀, 表面也多少有些凹凸, 但基本上可认为是光滑表面。
填料经过粉碎加工后, 其表面结构又会发生变化, 如局部发生龟裂层、遭到破坏改变成粗糙表面、或是增加了表面的凹凸点等, 这些均影响与偶联剂的结合状态。
继续粉碎能够减少表面的凹凸不平。
2.2表面的化学结构填料粒子的表面化学结构与内部化学结构不尽相同, 特别是表面官能团的存在, 和空气中的氧或水反应, 差别更大。
这些化学结构的差异直接影响了与树脂的结合状态。
例如黏土矿物大部分具有层状结构, 其结构单元是硅和氧所形成的四面体, 及铝, 镁, 铁再与这些四面体形成的八面体, 沿表面层方向有羟基或氧的活性点。
二氧化硅的表面一般被硅醇基Si-OH所覆盖, 另外还有硅醚基Si-O-Si, 在表面有吸附水时, 对其性能影响较大。
氧化铝和二氧化硅一样, 表面也存在着多种形式的羟基。
二氧化钛的表面也有羟基, 由于钛的氧化状态与还原状态不同, 对表面羟基的影响也不相同。
碳黑类似石墨层, 相互平行堆积而成, 结晶质碳呈不规则四面体状, 具有很强的反应性能, 和空气中的氧, 水反应形成羟基, 羰基, 羧基等官能团。
硅藻土具有0.1微米的微孔结构。
沸石中的硅和铝用氧健联成环状, 形成网眼结构。
这种层状无机物的间隙具有特殊的性质, 能够吸附配位阳离子, 水, 乙烯单体等, 并能使层间距离膨胀为原来的三倍左右。
2.3表面处理一种采用表面活性剂涂敷法, 较为常见, 成本低廉, 例如各种脂肪酸, 脂肪酸盐, 脂肪酸酰胺, 酯类, 常见为硬脂酸。
上述助剂对钙离子等有一定的亲和性, 因此能将其表面覆盖。
一般添加量为1%左右。
碳黑表面富有化学活性, 可用硝酸, 过氧化氢, 臭氧水等氧化剂导入含氧官能团, 或用羟基, 羧基, 自由基等活性种子在碳黑表面进行化学反应。
也有在碳黑表面进行自由基接枝苯乙烯聚合的, 或者将甲基丙烯酸甲酯, 丙烯晴, 丙烯酸丁酯等进行共聚合, 得到碳黑不同接枝物的复合体。
另一种采用偶联剂处理的方法, 偶联剂种类有: 硅烷类, 钛酸酯类, 铝酸酯类, 高分子偶联剂等。
偶联剂的用量, 一般在0.5%---5%之间, 也可根据实际情况决定。
有时用计算方法也可算出, 其公式为: 填料用量( 克) ***填料的比表面积( 平方米/克)偶联剂用量( 克) =――――――――――――――――――――――――――偶联剂的比表面积( 平方米/克)实际中偶联剂用量要比计算值应大一些。
3.作用机理当前关于填料在塑料中的作用机理有许多报道, 归纳起来主要有两种理论, 即填料对塑料的补强作用和填料在塑料中的堆砌理论。
下面简单叙述一下这些理论观点。
3.1填料的补强作用填料的补强作用可分为两种, 一种是活性填料的正补强, 另一种是惰性填料的负补强。
其中活性填料与惰性填料并没有明显的区分, 在不同的场合, 对不同的树脂、活性填料与惰性填料能够互相转化。
例如木粉在酚醛塑料中的相当大的作用范围内起补强作用。
这里的木炭粉能吸收一部分冲击能量, 对裂纹的发展起阻碍作用, 使裂纹发展缓慢。
同样木炭粉在聚氯乙烯树脂中补强作用就没有那样明显, 几乎看不出补强作用。
炭黑在橡胶中也起到了补强效果。
如丁苯橡胶是一个共聚型结构。
不易结晶, 拉伸强度为1.5~3.5兆帕。
可是加入60份炭黑时, 强度提高到25兆帕。