硅灰石-聚丙烯復(fù)合體系的界面設(shè)計(jì)及其力學(xué)性能的研究.pdf

1、該文通過(guò)設(shè)計(jì)五種不同界面特性的硅灰石填料,對(duì)聚丙烯進(jìn)行填充改性,研究不同界面特性的硅灰石對(duì)聚丙烯加工性能、結(jié)晶行為和力學(xué)性能的影響.該研究首次采用了用不同的無(wú)機(jī)顆粒-碳酸鈣和二氧化硅對(duì)硅灰石進(jìn)行表面包覆的復(fù)合填料填充改性聚丙烯,發(fā)現(xiàn)在硅灰石表面包覆碳酸鈣后,會(huì)對(duì)硅灰石的應(yīng)用特性有重要影響,該復(fù)合顆粒的比表面積比普通硅灰石大,碳酸鈣粒子鈍化了由于機(jī)械力造成的硅灰石的棱角,使平滑的晶體解理面變得粗糙;同時(shí)硅灰石粉體白度增大,可應(yīng)用于淺色制品

2、;而且由于表面包覆的碳酸鈣粒子的硬度比硅灰石要小,使該粉體作為填料使用時(shí)對(duì)設(shè)備的磨損程度減小,提高了經(jīng)濟(jì)效益.偶聯(lián)劑處理后的硅灰石和包覆硅灰石,與聚丙烯的相容性變好,加工過(guò)程中與螺桿的摩擦打滑顯現(xiàn)減弱,改善了加工性能.從力學(xué)性能上看,碳酸鈣包覆硅灰石如果不經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理,填充復(fù)合材料的韌性不會(huì)得到提高,反而比普通硅灰石還差,但是用對(duì)碳酸鈣改性效果較好的鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑對(duì)包覆硅灰石進(jìn)行表面改性后,填充復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性都得到

3、了提高,特別是復(fù)合材料的韌性,在填充量為15％時(shí),兩種偶聯(lián)劑處理的包覆硅灰石填充體系的沖擊強(qiáng)度比純聚丙烯還高,實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚丙烯的增韌作用,克服了普通硅灰石填料填充聚合物后,使復(fù)合材料脆化的缺點(diǎn).電鏡照片顯示,包覆碳酸鈣后,硅灰石更容易在基體中分散并產(chǎn)生取向,這是復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度得到顯著提高的重要原因;偶聯(lián)劑處理能加強(qiáng)填料與聚丙烯之間的界面粘接力,提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度,同時(shí)柔性界面層能舒緩復(fù)合材料內(nèi)部的熱應(yīng)力,減少應(yīng)力集中發(fā)生的機(jī)率,并且