天然石膏改性及填充樹脂的實驗研究.pdf

1、天然石膏是我國儲量大且分布廣泛的優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)之一，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料和紙張等行業(yè)，但天然石膏作為填料使用時，存在與高分子相容性不足的缺點，需要通過表面改性改善天然石膏在有機高分子基材的分散性。
　　本課題針對硬脂酸表面改性天然二水石膏(GY)及改性天然二水石膏(MGY)的應(yīng)用展開了相關(guān)的實驗研究。采用活化指數(shù)確定硬脂酸改性GY的最佳體系，應(yīng)用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、接觸角、

2、相容性分析等多種手段對MGY進行表征。并通過溶液共混法，以MGY為填料，聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為基質(zhì)，制備 MGY-PS、MGY-PMMA復(fù)合材料。針對MGY-PS復(fù)合材料，利用SEM考察了MGY在PS中的分散性及其對PS基材的影響，并通過機械性能、熱穩(wěn)定性的測量綜合評價其物理性能。而對于 MGY-PMMA復(fù)合材料主要進行力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能及透光率的測定。得到的主要結(jié)論如下：
　　1.使用硬脂酸改性GY時

3、，最佳的改性體系為改性劑用量6％，改性溫度60 oC，改性時間40 min，改性pH7。該情況下得到的MGY，活化指數(shù)達到100％，為最佳。
　　2.硬脂酸改性GY粉體時，硬脂酸根通過取代GY顆粒表面羥基，破壞GY顆粒團聚體的表面層穩(wěn)定性，從而達到改性的效果。而經(jīng)過改性后得到的MGY，其熱穩(wěn)定性提高，表面接觸角由35.64°增加到87.47°，與液體石蠟有較好的相容性。
　　3.在PS高分子體系中，復(fù)合材料的阻燃性能會因MG

4、Y粉體的添加而得到較大程度的提高，在MGY的填充量為20％時，能將易燃的PS高分子材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇疾牧?，在MGY的填充量為50％時，會得到難燃的MGY-PS復(fù)合材料；在PS高分子體系中，填料的添加，使得復(fù)合材料的機械性較純PS有較大程度的提高。當(dāng)填料與樹脂的質(zhì)量比為1:5時，GY-PS復(fù)合材料的拉伸強度較純PS體系得到4％的增加量，而斷裂伸長率得到8％的增加；而同等填充率的情況下，MGY對復(fù)合材料機械性能的促進作用更為明顯，MGY-PS復(fù)

5、合體系的拉伸強度較純 PS體系增加6％，斷裂伸長率為純PS體系的110％。
　　4.在PMMA高分子體系中，添加MGY粉體能在一定程度上提高PMMA材料的熱穩(wěn)定性，但MGY的添加量會嚴(yán)重影響復(fù)合材料的透光率，在填充量在1％下時，復(fù)合材料的透光率能保持在80％以上；在PMMA高分子體系中，MGY對PMMA機械強度的促進作用較為明顯。當(dāng)MGY的填充量為2％時，MGY-PMMA復(fù)合體系的拉伸強度較純PMMA體系增加28％，斷裂伸長率增大