硅酸鹽礦物-聚合物復(fù)合材料的制備及其界面機理的研究.pdf

1、目前，國內(nèi)對礦物填料多種形態(tài)的配合優(yōu)化應(yīng)用研究較少，對針柱狀、層片狀、粒狀三種形態(tài)硅酸鹽礦物在塑料中的配合優(yōu)化應(yīng)用研究更少。 采用熱塑性工程塑料丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物(ABS)和通用塑料低密度聚乙烯(LDPE)為聚合物基體，以針柱狀硅灰石、層片狀白云母、粒狀珍珠巖微粉中的一種或兩種以上作為分散相，制備硅酸鹽礦物/聚合物復(fù)合材料。通過研究不同形態(tài)及配方的改性礦物填料對ABS的彎曲性能、拉伸性能、沖擊強度、硬度及對LDP

2、E的拉伸性能、熔體流動速率、硬度的影響，確定性能較好、增量效果明顯的配方，取得了以下研究成果： 1.通過改性正交試驗、改性劑用量的單因素試驗、不同硅烷改性劑的對比試驗，確定最佳的改性工藝條件為：WD-70(甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)改性硅灰石及珍珠巖的用量為1％、改性白云母用量為1.5％，改性溫度120℃，改性時間20min，改性助劑氨水相對于WD-70的用量之比為1：1。 2.三種形態(tài)礦物組合填充ABS的綜合性能

3、最佳的配比是硅灰石：白云母：珍珠巖為1：1：0，此配比優(yōu)于單一形態(tài)礦物對ABS的填充效果。單一形態(tài)礦物對ABS的填充效果中，二維層片狀白云母最好，最差的是粒狀珍珠巖微粉。 3.三種形態(tài)礦物組合填充LDPE的綜合性能最佳的配比是硅灰石：白云母：珍珠巖為1：1：1，當填充量為30％時，拉伸強度提高了2％，熔體流動速率增加了19％，洛氏硬度增加了1.2倍。 4.采用SEM研究復(fù)合材料的界面微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：甲基丙烯酰氧基WD

4、-70改性礦物填料比氨丙基WD-50改性礦物填料填充ABS的界面粘接狀態(tài)好；13μm左右、長徑比11.00的硅灰石填料比長徑比7.52的硅灰石填料填充ABS的界面粘接效果好；硅灰石：白云母：珍珠巖為1：1：0填充ABS的界面結(jié)合良好；硅酸鹽礦物填料在LDPE中比在ABS中分散均勻，其界面柔和性較好。 5.填料與聚合物界面的形成包括：聚合物與填料的接觸浸潤過程和化學鍵結(jié)合的固化過程。粘接面的完整性直接影響復(fù)合材料的性能，而完整粘接

5、面的形成與填料的幾何形態(tài)和表面化學反應(yīng)活性、聚合物的柔韌性和化學結(jié)構(gòu)有關(guān)。 6.硅酸鹽礦物填充ABS具有以較高比例填充改性降低成本的優(yōu)勢，并可使ABS的剛性、耐磨性、化學穩(wěn)定性有不同程度的提高。因此，其在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用，可避免使用純ABS而導(dǎo)致其性能過剩，以減少原料成本，提高經(jīng)濟效益。 7.硅酸鹽礦物填充LDPE可使其拉伸強度、加工成型性、耐磨性、剛性都得到增強，起到了增量降低成本和增強的雙重效果，其應(yīng)用前景廣闊。