文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
纳米SiO<,2>包覆硅灰石粉填充改性聚丙烯的研究
姓名:吴美升
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:黄佳木
20040420
摘要体界面的充分结合。无机填料的引入在中同时还起到了成核剂的作用,提高了本论文研究设计了六种硅灰石填料对聚丙烯进行填充改性,研究了不同表面特性的硅灰石对聚丙烯力学性能、界面效应和结晶行为等的影响。本着对矿物填料表面形貌进行控制设计的目的,提出了用纳米级无机颗粒包覆微米级无机颗粒的思路,即让纳米级小颗粒包覆在硅灰石表面制成一种新型的纳米包覆粒子填料。在硅狄石表面包覆上纳米级小颗粒对硅灰石的应用特性有重要影响:①纳米包覆粒子填料的比表面积比普通硅灰石大,纳米级小颗粒钝化了由于机械力粉碎造成的硅灰石的棱角,使其平滑的晶体解理面变得粗糙,同时硅灰石粉体白度增大,可应用于浅色制品。②在力学性能上,纳米包覆硅灰石填料如果不经偶联剂处理,填充复合材料的韧性不会得到提高,当填充量在%及以上时,反而比普通硅坎石直接填充还差,而经铝酸酯偶联剂对其进行表面改性后,填充复合体系的强度和韧性都得到了提高,特别是复合材料的韧性。在填充量为%时,填充复合体系的冲击强度仍比纯聚丙烯高,实现了对聚丙烯的增韧作用,克服了普通硅灰石填料填充聚合物后会使复合材料脆化的缺点。为更深入地探讨这种增韧的作用机理,先后进行了样品缺口冲击断口形貌瑁珼热分析以及广角湎哐苌鋀治龅妊芯俊Q芯勘砻鳎米包覆的硅灰石填料经铝酸酯表面改性后,较之其它表面处理方法得到的硅灰石填料,因其表面缺陷的减少以及比表面积和表面活性能的增加,增强了吸附偶联剂的能力,从而大大改善了填料粒子在基体树脂中的分散状态,促进了与基复合体系的结晶温度、降低了结晶度,减小了晶粒尺寸,部分地引发了聚丙烯口一晶向∥.晶的转变。这些作用的大小皆因填料的不同表面特性而有所差别,这也正是不同填充复合体系宏观力学性能有所差异的原因。关键词:硅灰石,聚丙烯,纳米包覆,表面特性,复合体系,力学性能界面效应,结晶行为重庆大学硕士学位论文中文摘要
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髀硅灰石填充改性聚合物发展概况填充改性是改善聚合物性能,降低成本,增加其科技附加值的有效手段之一,也是调整行业产品结构、增加企业经济效益最常采用的途径】。塑料的填充改性已有很长的研究历史,硅灰石用于塑料改性始于年代末的美国,我国硅灰石自八十年代初被发现,至今已经历了二嗄甑目7⒂敕⒄埂N夜晔紫仍诤北大冶小箕铺、年吉林省梨树县大顶山发现硅灰石矿床并开发利用之后,相继在吉林、湖北、湖南、江西、福建、青海、河北、云南、浙江、辽宁等省陆续发现了一大批大、中型硅灰石矿床。其中吉林、湖北、江西、云南硅灰石丰富,质地优良,开发前景广阔。我国现已探明硅灰石矿石储量近诙郑颊际澜绻灰石总储量的%,居世界之首【。硅灰石是一种新兴工业矿物,国外在工业上的开发利用始于二卜世纪六十年代,初期主要用于陶瓷工业。几十年来随着硅灰石选矿、深加工及应用技术的发展,现已在建材工业、冶金工业、塑料橡胶工业、油漆涂料工业、造纸工业及石棉代用品等行业中得到广泛应用。二十世纪七十年代末我国丌始对硅灰石矿石进行开发利用,二十多年来,我国在硅灰石的研究与开发工作中,先后进行了粉碎设备与工艺、选矿提纯技术、表面改性技术及在各行业的应用技术的科技攻关工作,取得了很大的成就,现已发展形成年产万吨硅灰石产品的生产能力,产量已超过美国和印度,居世界第一位。中国现已成为硅灰石资源和生产第一大国,我国生产的硅扶石一半用于国内,其中陶瓷行业占%,涂料、塑料、橡胶行业占%;另一半硅灰石主要出口到日本、韩围、新加坡和西欧等囡,但出口仍以原矿为主,创汇效益不高】。我国从年代后期才对硅灰石填充改性聚合物进行研究,此后陆续有树脂基硅灰石复合材料研究的报道。总体上说,硅灰石可赋予基体强度、热稳定性、高的弹性模量和小的收缩变形性。另外在相同的工艺条件下,分别用硅灰石粉、轻质及重质碳酸钙制造填充母粒,并对聚丙烯进行填充试验。试验结果表明,用硅灰石粉制造的填充母粒,其热变形温度、抗弯曲强度、耐化学腐蚀性及吸水性等性能,均优于用轻质及重质碳酸钙制造的填充母粒砻髁斯杌沂庖恍滦矿物良好的发展潜力。年代初,人们开始开发改性硅灰石粉填充各种塑料制品,将改性硅灰石粉添加到缋铝稀硬板、打包带、摩托车链罩、汽车挡泥板等产品中,主要进行了制品加工工艺、力学性能等方面的研究,通过改性提高了硅灰石粉填充产品的力学性能,降低了成本。重庆大学硕士学位论文
聚丙烯及改性概述对树脂基硅灰石复合材料来讲,其性能与聚合物基体本身的性质以及硅灰石的细度、粒状、表面处理