现在邀请您来学习为什么滑石粉在填充PP中如此受欢迎(二)?
聚丙烯中添加少量的滑石粉时,能起到成核剂的作用,细化晶粒、提高聚丙烯的结晶性,从而使聚丙烯各项机械性能提高,并且改善其透明性。
滑石粉表面改性对PP增强性能的影响:滑石粉经偶联剂处理后,其填充PP的增强性能明显提高;各种偶联剂对PP增强效果有很大的差别,其中以硅烷类最好,磷酸酯较差,而将硅烷与钛酸酯合用,其效果也较为理想,这可能与两者产生协同效应有关。
滑石粉粒度对PP增强性能的影响:滑石粉粒度在填充PP复合材料的制备中是一个很重要的因素,随着滑石粉粒度的减小,表面积的增大,粉体的增强性能提高,这主要是因为小颗粒表面缺陷相对较少,与PP发生物理化学结合的可能性大,界面粘结性能良好,在外力冲击下,会产生更多的微裂纹和塑性变形,但进一步超细化,使粉体表面显著增大,颗粒间作用过强,粉体易于结聚,影响了在PP中的分散性。
填充量小于15%时,复合材料的强度随滑石粉用量的增加而增大,大于15%时则反而降低。这主要是由于滑石粉填充量太小,分散浓度太低,吸收外应力的主体是PP基体,不能起到明显的增强增韧作用;填充量较大时,粒子间过于相互接近,因有限的基体不足以包裹所有的颗粒,界面粘结状况下降,出现粘结缺陷,材料受冲击时微裂纹和塑性变形太大,几乎成为宏观开裂,导致强度下降。
滑石粉与PP间的粘附功:用不同偶联剂改性的超细滑石粉填充PP体系的动态粘度有较大的差别,硅烷偶联剂的效果较为理想,改性后滑石粉填充PP体系的动态粘度明显降低,改善了与PP的相容性。滑石粉与PP间的粘附功与复合材料的拉伸强度有良好的对应关系,粘附功越大,材料的力学性能越好。
当滑石粉质量分数为20%时,复合物的拉伸强度增加,而更高质量分数时会有所减少。在含10%的滑石粉且没有MAPP时,最大的强度大约增加5%。
滑石粉粒子和PP基质的化学耦合剂,通过MAPP偶联剂对拉伸性能有适宜的影响,MAPP的最适宜质量分数约为1.5-3.0%。MAPP树脂的质量分数为1.5%时,PP-30%滑石粉拉伸强度增加约10%。
在较大频率比例的情况下,对复合物流动性质的研究表明,增加滑石粉的含量,其流变性质总体来说降低。通过增加滑石粉质量分数到50%,其流动指数会减少,甚至会比为参考的PP值更低。
交叉频率的移动表现了分子移动性和松弛时间性质的变化。复合物的交叉频率几乎是一致的,滑石粉质量分数达到30%,当填充剂载荷更高时,其量会有所减少,这是因为填充剂粒子网状结构对聚合物分子流动性和其松弛时间的影响。交联剂适宜的量与复合物交叉频率和交叉系数的最小值有关。