作者简介 : 胡智华 , 男 , 博士 , 副教授。
第5期
胡智华等 : 聚丙烯填充改性
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灰石填充 PP 大大提高了材料的模量和缺口冲击性 , 但强度有下降的趋势。 黄佳木等
[ 6]
陈南春等[ 11] 分别采用不同粒径、 不同含水率和 不同填充量 的红辉沸石填充 PP 塑料 , 研究结果表 明 : 随着红辉沸石填充量的增大 , 粒径和含水率的减 小 , 会使材料 的冲击性能 在一定范 围内得到 改善。 而当填充量和粒径增大时 , 会使材料的弯曲强度降 低。成型收缩率减小。 1. 6 其它材料填充改性 陶国良等[ 12] 研究发 现, 镁盐晶须填 充改性 PP 能改善材料的力学性能, 但对不同加工粘度的 PP, 其改善程度也不同。晶须质 量含量在 15% ~ 30% 时 , 填充改性材料的综合力学性能较好。镁盐晶须 是高强度脆性材料, 在加工过程中, 晶须易折断, 长 径比下降, 因此加工时, 聚合物基体的粘度越高, 加 工时间越长 , 加工装备的剪切和混合性能越好 , 晶须 折断程度就越严重, 对改性材料的增强效果就越差。 镁盐晶须填充改性 PP 材料的流动性能 , 随晶须添 加量增加而呈缓慢下降趋势。采用镁盐晶须对 PP 材料进行填充改性 , 对改性材料的熔点和结晶度几 乎没有影响 , 但能较大提高 P P 材料的热变形温度。 李思良等
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化 工 新 型 材 料 N EW CHEM ICA L M A T ERIA LS
第 33 卷第 5 期 2005 年 5 月
聚丙烯填充改性
胡智华
1
傅和青
2
( 1 茂名学院化工学院, 茂名 525000; 2 华南理工大学化工学院化工所, 广州 510640)
摘 要 的研究。 关键词 论述了采用滑石粉、 碳酸钙 、 硅灰石 、 玻璃微珠 、 红辉沸石以及其它材料填充改性聚丙烯 聚丙烯 , 填充, 改性, 进展
强度, 降低废旧 P P 的成型收缩率。 1. 2 碳酸钙填充改性 碳酸钙填充改性 PP 后, 其刚性、 粘度及耐热性
1
1. 1
聚丙烯填充改性技术研究进展
滑石粉填充改性 滑石粉是一种廉价的填料。滑石粉填充 PP 通
得到提高, 模塑产品韧性 、 模量得到提高, 热变形温 [ 3] 度小。 Zolt ain D 等 研究 表明 , 碳 酸钙 填充 量在 20% ~ 40% 时比较好 , 过低或过高均不能得到满意 效果。 目前超细重质碳酸钙粉表面改性是使一般增量 填料转变为功能填料的深加工技术之一。李珍等[ 4] 分别采用了表面化学包覆法的干法和湿法两种方法 对超细重质碳酸钙进行了改性。通过塑料性能对比 试验, 发现充填改性超细重质碳酸钙粉可使 P P 塑料 的主要物理性能得到明显改善。 纳米碳酸钙对 P P 有显著的增强增韧作用。添 加超分散剂可提高纳米碳酸钙的分散效果, 使体系 有较好的加工性能 。 1 . 3 硅灰石填充改性 硅灰石为针 状结构 , 具有一 定的活 性, 在 填充 P P 中起异相成核作用 , 使 PP 在较高温度下成核, 结 晶速率加快 , 晶粒变小 , 分布变窄 , 结晶度增加。硅
[ 1] 汤集刚 . 大洋多金属结核 的催化 活性及 直接 利用可 能性的 研 究总结报告 , 北京矿冶研究总院 , 2001 年 3 月 [ 2] [ 3] 周勤柏 , 李先柏 , 杨静等 . [ J] . 矿冶工程 , 1999, 19( 3) 49 李先柏 , 周勤俭等 . [ J ] . 国 际海底开发 动态 , 1998, 47 ( 3) ~ 7 [ 4] [ 5] [ 6] 李先柏 , 周勤俭. [ J] . 湿法冶金 , 1999, 3 51~ 55 74~ 76, 94 李浩然 , 冯雅丽. [ J] . 有色金属 , 2000, 52( 4) 究总结报告 [ R] 学 , 2001 [ 7] 林祖赓 , 尤金跨 , 储炜等 . 锰结 核材料在 高能化学 电源中的 应 用研究 [ C] 大洋协会学术研讨会论文集 , 2001 1 47 ~
[ 13]
通过实验制得纳米 SiO 2 包覆硅灰
石粉 , 然后采用偶联剂进行表面处理。将这一新型 无机复合粉体与同样经偶联剂表面处理的单一硅灰 石粉体进行了比较。结果表明 , 纳米 SiO2 包覆硅灰 石填充改性 PP, 可同时达到增强、 增韧的目的, 且在 保证产品性能的前提下, 可大大提高填充量 , 降低产 品成本。 1. 4 玻璃微珠填充改性 近 20 年来, 空心玻璃微珠作为一类填料 , 其功 能已被大量研究所证实。添加玻璃微珠的聚合物一 般具有优良的抗冲击、 抗蠕变和耐热性能 , 复合材料 的尺寸稳定性、 绝缘性能、 刚性和应力阻尼的能力也 有所提高
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化工新型材料
第 33 卷
吸附率可达 90% 以上。 用大洋多金属结核作吸附剂净化工业废水具有 如下优点 : ( 1) 废水净化率较高 ; ( 2) 回收了金属资 源, 增加了结核的附加值; ( 3) 提升结核中有价金属 品位 , 从而增加冶炼的经济效益。
料、 玻璃等。俄罗斯也研究了利用结核浸出渣生产 吸附剂、 催化剂、 肥料及制砖。我国北京矿冶研究总 院也对冶金终渣工艺矿物学进行了研究。
[ 5]
常分为两类: 一类是填充量为 30% ~ 40% , 对 PP 改 性后可提高热变形温度和柔曲模量 ; 另一类是填充 量为 10% ~ 20% , 可提高 PP 的表面光洁度。 H at t ot uw a G. B[ 1] 等研究 滑石粉填 充改性 P P 发现 , 可提高其弹性模量和抗冲击力, 减少收缩性。 Alonso M [ 2] 等研究发现, 由于滑石粉的机械特性和 平面结构对 P P 的晶形排列有很大影响, 稍微增加一 点滑石粉的量, 就会改变 P P 的晶形状态 , 而 P P 的 晶形改变是引起宏观效应的主要原因。在滑石粉中 加入 3% ~ 5% 的加工助剂 , 注塑压力降低 30% , 成 膜温度降低 20~ 30 。 用滑石粉填充 P P, 除了断裂伸长稍有下降外 , 它能大大提高废旧 P P 塑料的抗弯强度和缺口冲击
于电解法生产 型 M nO2 , 因而可作电池的催化剂 , 而且结核用于电池在放电后, 镍、 钴、 铜的酸溶性大 大增加, 均达 95% , 因而有可能一举两得。 厦门大学化学系对锰结核材料在高能化学电源 中的应用进行了研究 , 在国际上首先提出 , 海底锰结 核具有锂离子电化学嵌入脱出行为 , 可作为高能化 学电源 - 锂离子电池正极材料 , 是迄今为止发现的天 然矿物中比容量最高的锂离子电极材料 , 与文献上 已有的各种人工合成锂离子电池锰材料的比容量和 循环寿命相当, 且稳定性更好。
T he research on po ly propy lene s filling and modify ing by alcum pow der , calcium ca rbonate, w ollaspo ly pr opylene, filling , modificat ion, pr og ress
[ 15]
2
结
语
目前, 国内对 PP 填充改性技术的研究正处于高 速发展时期 , 但与国外相比 , 还存在一定差距。应加 强 PP 填充改性的研究 , 以提高 PP 产品质量, 扩大 P P 的应用领域。而采用新技术和新型填充剂填充 改性 PP , 将是未来 PP 改性发展趋势。 参考文献
[ 1] H at t otu wa G B. [ J] Polym er T est ing, 2002, 21 ( 8) 839 833 ~
[ 7, 8]
。玻璃微珠既可以通过人工高温法制
备, 也可以从火电厂排放的粉煤灰中提取。 。 梁基照等[ 9] 应用动态力学分析仪, 在 150~ 100 的温度范围内, 考察了玻璃微珠填充 PP 中微珠的含 量及其粒径对复合材料动态力学性能的影响。结果 表明, 室温下的贮能模量和损耗模量随着微珠体积分 数的增加而呈非线性函数形式增大; 在相同条件下, 较大粒径微珠填充体系的动态模量高于较小粒径微 珠填充体系 ; 微珠含量和粒径对复合材料的阻尼的影 响不明显, 当微珠体积分数在 15% ~ 55% 范围内, 复 合材料的玻璃化转变温度随着体积分数的增加而增 大, 然后随之下降; 动态复合粘度则随着体积分数的 增加而呈线性函数形式增大。另外梁基照采用毛细 管流变 仪, 在 温度 180 ~ 200 及 切 变速 率 10 ~ 4 -1 10 s 条件下, 考察了填料含量及其表面处理对玻璃 微珠填充 PP 熔体流动性的影响, 得出了相关结论。 改性玻璃微珠具有更多的功能 , 在 PP 填充改性 中可得到更好的效果。丁雪佳等 采用经偶联剂 KH - 550 处理的空心玻璃微珠对 PP 填充改性, 结果 表明, 与未活化的玻璃微珠相比, 填充活化玻璃微珠 的复合材料的拉伸强度、 冲击强度明显提高 ; 一定用 量的玻璃微珠填充 P P, 不仅可使材料保持较好的力 学性能和耐热性能, 而且能够降低材料的成本。 1. 5 红辉沸石填充改性 红辉石是辉沸石族中的一个矿物 种, 属斜方晶 系。其结构是含水的架状铝酸盐, 内部有许多开放的 空洞和通道 , 具有很大的比表面积。在实验中让聚合 物分子进入空洞或通道中, 形成所谓的 分子钩 , 依 靠这种结合力作用, 使塑料强度得到一定的增强。
5
结论
大洋多金属结核由于其特殊的化学成分和特殊
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作电源材料
研究发现, 结核矿中 M nO2 相的阴极活性类似
的结构 , 使其具有了广泛的非冶金用途。仅将大洋 多金属结核视为有限几个有价元素的载体、 而只进 行单纯提取冶金研究是不全面的。正确的开发思路 应该是全面考虑利用结核独特的物理化学特性, 在 深入研究其冶金 开发的同时兼顾 其非冶金 应用研 究 , 才可使大洋多金属结核的开发更具商业前景。 参考文献
Filling and modifying of polypropylene