滑石粉在塑料改性中的作用
在尼龍樹脂中的應(yīng)用(PA)
對尼龍(聚酰胺),在工業(yè)上特別注意利用這種塑料的韌性和耐磨性。尼龍一般是硬的,類似角質(zhì),具有良好的耐磨性和高的尺寸穩(wěn)定性。這些性能都可以通過填充劑或增強(qiáng)劑加以進(jìn)一步提高。
PA66的硬度、勁度、耐磨性和熱變形溫度在尼龍里是最高的;PA6以其較高的韌性著稱;PA610吸水性較低,從而尺寸穩(wěn)定性也較高;PA11沖擊強(qiáng)度在尼龍里最高。
在各種填料中,層狀結(jié)構(gòu)的滑石粉能提高尼龍原有的好性能,并改進(jìn)耐磨性。與金屬相比未填充改性尼龍彈性模量低,拉伸和蠕變強(qiáng)度低,力學(xué)性能與溫度有明顯的依賴關(guān)系,分子上含有吸水基因胺基,吸水率高,制品在使用時易吸水膨脹變形,加工成型時冷卻快結(jié)晶不完全,在使用時還在結(jié)晶,這就導(dǎo)致制品變形,甚至開裂。
尼龍的上述缺點,添加超細(xì)滑石粉能夠有很大的改善,滑石粉有成核劑的作用,添加后能夠提高尼龍的結(jié)晶速率,增大結(jié)晶度,因此特別能夠提高尼龍的韌度、機(jī)械強(qiáng)度、硬度、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性,改進(jìn)制品表面質(zhì)量和變形行為,對于吸潮性、電性能和化學(xué)性能也有好的影響。
在聚丙烯樹脂中的應(yīng)用(PP)
滑石粉常用于填充聚丙烯,滑石粉具有薄片構(gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征,因此粒度較細(xì)的滑石粉可用作聚丙烯的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。
在聚丙烯的改性體系中,加入超細(xì)滑石粉不但能夠顯著的提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性,還可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度。
在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用,提高聚丙烯的結(jié)晶性,從而使聚丙烯各項機(jī)械性能提高,又由于提高結(jié)晶性,細(xì)化晶粒,亦能提高聚丙烯的透明性。
填充20%和40%超細(xì)目滑石粉的聚丙烯復(fù)合材料,不論是在室溫和高溫下,都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。
在汽車工業(yè)中,聚丙烯添加滑石粉主要用于汽車的保險杠和儀表盤,另外還用于風(fēng)扇罩、加熱器罩、導(dǎo)管、蓄電池防熱板、流體泵件等;在飛機(jī)工業(yè)中,用于冰箱門襯墊、加熱器及真空泵罩、洗滌機(jī)攪拌器;在電氣工業(yè)中,用于注塑成型各種儀表殼體和電氣元件,在家電工業(yè)中,用于冰箱抽屜、洗衣機(jī)滾筒等注塑件。
在聚乙烯樹脂中的應(yīng)用(PE)
滑石是天然硅酸鎂,它獨特的微鱗片狀結(jié)構(gòu),具有一定的抗水性和高度的化學(xué)惰性,因此有良好的耐化學(xué)腐蝕性和滑動性。
用它填充聚乙烯可作為工程塑料,有良好的耐化學(xué)腐蝕性和流動性,可與ABS、尼龍、聚碳酸脂競爭。
用它填充聚乙烯能夠提高以下性能:韌度、撓曲模量和扭曲模量;提高撓曲強(qiáng)度;降低在常溫和高溫下下蠕變傾向;提高熱變溫度及尺寸穩(wěn)定性;改善變形和翹曲,同時亦有較低的熱膨脹系數(shù);改進(jìn)導(dǎo)熱性;提高模塑件的表面硬度及光潔度;提高聚乙烯的機(jī)械強(qiáng)度。
添加不同比例的滑石粉對聚乙烯材料的物性將產(chǎn)生不同的影響,添加比例在10%-15%達(dá)到最佳。
對于聚乙烯吹塑薄膜來說,填充超細(xì)滑石粉母料比其他填料好,易成型、工藝性好。而且,該種薄膜可使氧氣透過率降低80%,特別適合包裝含油食品,如花生米、蠶豆等,長期保持不出油、不變質(zhì):該種薄膜可使水蒸氣透過率降70%,具有很好的防潮性,很適合作地下土工防潮布,也適用于包裝食品。
在ABS樹脂中的應(yīng)用
ABS樹脂是無定形聚合物,具有聚苯乙烯那樣優(yōu)良的成型加工性;它具有良好的抗沖擊強(qiáng)度,耐低溫性能好,拉伸強(qiáng)度高耐蠕變性能好。
為了提升ABS現(xiàn)有的使用性能,人們對ABS改性的研究廣泛的開展。比如ABS與PVC共混制造的汽車儀板吸塑片、ABS與PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮,不但強(qiáng)度高、韌性大而且能夠保持表面花紋的耐久性。
這種共混材料加超細(xì)碳酸鈣或超細(xì)滑石粉進(jìn)行填充,能夠顯著的提高共混材料的缺口沖擊強(qiáng)度和耐撕裂強(qiáng)度,比如:添加超細(xì)滑石粉或碳酸鈣5%-15%,缺口沖擊強(qiáng)度可提高2-4倍。
由于ABS是無定型聚合物具有容納較多填料的功能。其中添加超細(xì)滑石粉既能顯著地提高ABS原存的性能,又能降低成本。因而多用它注塑成型各種儀表、電視機(jī)、收錄機(jī)、手機(jī)等的殼體,當(dāng)然在其他領(lǐng)域如:紡織器材、電氣零件、汽車部件、飛機(jī)部件等的應(yīng)用也非常廣泛。
在聚苯乙烯樹脂中的應(yīng)用(PS)
未改性的通用級聚苯乙烯是無定形聚合物,它硬而脆,但它具有良好的電性能、耐老化性能和高的尺寸穩(wěn)定性,缺點是脆性高,對環(huán)境應(yīng)力開裂敏感。
添加超細(xì)滑石粉能夠提高沖擊韌性,調(diào)節(jié)流變性,擾曲模量顯著提高,抗張屈服強(qiáng)度也有提高。
例如:添加40%超細(xì)滑石粉或滑石粉母料,擾曲模量從23800kg/cm2增加到58800kg/cm2,抗張度從336kg/cm2提高到385kg/cm2。
在聚氯乙烯樹脂中的應(yīng)用(PVC)
用普通粉體填充聚氯乙烯已經(jīng)非常普遍地在使用,如制造硬聚氯乙烯管材,填充碳酸鈣量可以達(dá)到40%,但是聚氯乙烯的抗張強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都要降低;如果添加平均顆粒在5微米即2000目的滑石粉,添加到40-45%體積份數(shù)時,可以發(fā)現(xiàn)材料的屈服強(qiáng)度甚至高于原來的斷裂強(qiáng)度,對聚氯乙烯體系有明顯的增強(qiáng)作用。對于沖擊強(qiáng)度,添加超細(xì)滑石粉,無缺口沖擊強(qiáng)度在15%重量份內(nèi)基本上不降低,缺口沖擊強(qiáng)度有所降低,對于擾曲模量,能夠顯著增加。超細(xì)粉體對于添加增韌性劑的聚氯乙烯體系,如PVC/CPE、PVC/ABS體系,則具有十分顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用。