滑石粉在雙螺桿造粒改性塑料行業(yè)中的應(yīng)用滑石粉的加入可改變塑料的多種性能，如成型收縮率、表面硬度、彎曲模量、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、熱變型溫度、成型工藝及產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性等；超細(xì)目滑石粉添加到塑料里，可顯著提高塑料制品的剛性和耐蠕變性、硬度和耐表面劃傷性、耐熱性和熱變形溫度；相當(dāng)細(xì)度的滑石粉亦能提高塑料制品的沖擊強(qiáng)度，并且添加后還具有潤(rùn)滑作用，能起流動(dòng)促進(jìn)作用，提高塑料的加工工藝性，它還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是具有成核劑的作用。
1. 聚丙烯樹(shù)脂（PP）滑石粉常用于填充聚丙烯?；劬哂斜∑瑯?gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征。因此粒度較細(xì)的滑石粉可用作聚丙烯的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。在聚丙烯的改性體系中，加入超細(xì)滑石粉不但能夠顯著的提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性，還可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用，提高聚丙烯的結(jié)晶性，從而使聚丙烯各項(xiàng)機(jī)械性能提高，又由于提高結(jié)晶性，細(xì)化晶粒，亦能提高聚丙烯的透明性。填充20%和40%超細(xì)目滑石粉的聚丙烯復(fù)合材料，不論是在室溫和高溫下，都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。
聚丙烯（PP）/滑石粉以其價(jià)廉、力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)在車用塑料中廣泛應(yīng)用。但該材料還存在一些不足之處，如密度大，這不利于汽車輕量化。微發(fā)泡PP/滑石粉材料不但具有復(fù)合材料的優(yōu)異性能，而且密度下降，質(zhì)量減輕。
PP/滑石粉母粒
采用同向
雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，工藝參數(shù)：螺桿轉(zhuǎn)速140r/min，喂料速率1.2-1.5r/min，擠出加熱區(qū)溫度160-188℃。
微發(fā)泡PP/滑石粉復(fù)合材料
PP/滑石粉母粒、發(fā)泡劑母粒在注塑機(jī)中二次開(kāi)模成型，制備符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴型樣條。注射溫度175℃，注射速率95%，注射壓力500kPa。
微發(fā)泡復(fù)合材料的力學(xué)性能
滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)微發(fā)泡材料比強(qiáng)度的影響
比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)、高強(qiáng)的重要指標(biāo)。由上圖可知：相比于純PP材料，滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的未發(fā)泡PP材料的比拉伸強(qiáng)度降低，比彎曲強(qiáng)度增加，比沖擊強(qiáng)度基本不變；隨著滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步增加，材料的比拉伸強(qiáng)度、比彎曲強(qiáng)度和比沖擊強(qiáng)度均降低
相比于純PP材料，滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PP材料發(fā)泡以后，比拉伸強(qiáng)度和比彎曲強(qiáng)度增加，比沖擊強(qiáng)度略有降低；繼續(xù)增加滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，發(fā)泡材料的比拉伸強(qiáng)度、比彎曲強(qiáng)度和比沖擊強(qiáng)度均降低。對(duì)同一材料而言，發(fā)泡后材料的比強(qiáng)度均低于未發(fā)泡材料的。
通過(guò)上述材料比強(qiáng)度的分析，材料發(fā)泡后，滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PP材料的比強(qiáng)度，繼續(xù)增加滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，反而降低材料的比強(qiáng)度。因此，少量的滑石粉填充有利于提高PP材料發(fā)泡后的力學(xué)性能。
微發(fā)泡復(fù)合材料的泡孔結(jié)構(gòu)
3微發(fā)泡滑石粉填充PP復(fù)合材料的光學(xué)顯微鏡照片 滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：a 0%、b 5%、c 10%、d 20%
相比于純PP材料，滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PP復(fù)合材料發(fā)泡后泡孔形狀規(guī)則，均勻致密，無(wú)泡孔合并和塌陷等現(xiàn)象。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的滑石粉加入到PP基體中，起到熱點(diǎn)成核作用。隨著滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步增大，滑石粉之間發(fā)生團(tuán)聚，異相成核作用減小，后者對(duì)發(fā)泡體系的影響比前者的大，因而泡孔塌陷現(xiàn)象嚴(yán)重，泡孔稀疏。
這主要是因?yàn)榛鄣某珊俗饔妹黠@，泡孔數(shù)量增加，若相鄰泡孔尺寸相近，在界面張力的作用下趨于合并；若尺寸相差較大，由于泡孔內(nèi)氣體壓力的不同，泡孔間的熔體薄膜破裂，泡孔合并。
微發(fā)泡復(fù)合材料的泡孔直徑和數(shù)量
微發(fā)泡復(fù)合材料的泡孔直徑和數(shù)量的影響
由圖可見(jiàn)：滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的PP材料的泡孔平均直徑小，為73μm，同時(shí)泡孔數(shù)量，達(dá)132個(gè)。相比于純PP發(fā)泡材料，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的滑石粉后，泡孔平均直徑減小2700，泡孔數(shù)量增加7800。這是因?yàn)樵赑P基體中加入滑石粉后，滑石粉粒子起到了熱點(diǎn)成核作用，泡孔數(shù)量增加，泡孔直徑減小。
隨著滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步增大至10%，滑石粉之間發(fā)生團(tuán)聚，成核點(diǎn)減少，異相成核作用減小，后者對(duì)發(fā)泡體系的影響比前者的大，因而泡孔的平均直徑反而增大，泡孔數(shù)量降低；繼續(xù)增加滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至20%時(shí)，泡孔直徑有所降低，泡孔數(shù)量增加。雖然高達(dá)20%的滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，但是此時(shí)成核點(diǎn)數(shù)量也會(huì)增加，異相成核對(duì)該發(fā)泡體系的影響比較大，此時(shí)泡孔直徑降低，泡孔數(shù)量增加。
小結(jié)
（1）滑石粉對(duì)PP材料的發(fā)泡具有異相成核作用，當(dāng)滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，獲得泡孔細(xì)小、均勻且致密的微發(fā)泡材料。隨著滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，由于滑石粉在基體中的分散性較差，產(chǎn)生團(tuán)聚，從而泡孔直徑增大、數(shù)量降低。
（2）PP材料發(fā)泡后各項(xiàng)力學(xué)性能均降低，但滑石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，PP材料微發(fā)泡后力學(xué)性能下降，其中比彎曲強(qiáng)度基本接近未發(fā)泡材料的。
2.聚乙烯樹(shù)脂（PE）滑石是天然硅酸鎂，它獨(dú)特的微鱗片狀結(jié)構(gòu)，具有一定的抗水性和高度的化學(xué)惰性，因此有良好的耐化學(xué)腐蝕性和滑動(dòng)性。用它填充聚乙烯可作為工程塑料，有良好的耐化學(xué)腐蝕性和流動(dòng)性。用它填充聚乙烯能夠提高以下性能：提高韌度、撓曲模量和扭曲模量；提高撓曲強(qiáng)度；降低在常溫和高溫下下蠕變傾向；提高熱變溫度及尺寸穩(wěn)定性；改善變形和翹曲，同時(shí)亦有較低的熱膨脹系數(shù)；改進(jìn)導(dǎo)熱性；提高模塑件的表面硬度及光潔度；提高聚乙烯的機(jī)械強(qiáng)度。
3.ABS樹(shù)脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）ABS樹(shù)脂是無(wú)定形聚合物，具有聚苯乙烯那樣優(yōu)良的成型加工性；它具有良好的抗沖擊強(qiáng)度，耐低溫性能好，拉伸強(qiáng)度高耐蠕變性能好。為了提升ABS現(xiàn)有的使用性能，人們對(duì)ABS改性的研究廣泛的開(kāi)展。比如ABS與PVC共混制造的汽車儀板吸塑片、ABS與PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮，不但強(qiáng)度高、韌性大而且能夠保持表面花紋的耐久性。
這種共混材料加超細(xì)碳酸鈣或超細(xì)滑石粉進(jìn)行填充，能夠顯著的提高共混材料的缺口沖擊強(qiáng)度和耐撕裂強(qiáng)度，比如：添加超細(xì)滑石粉或碳酸鈣5-15%，缺口沖擊強(qiáng)度可提高2-4倍。由于ABS是無(wú)定型聚合物具有容納較多填料的功能。其中添加超細(xì)滑石粉既能顯著地提高ABS原存的性能，又能降低成本。
4.聚苯乙烯樹(shù)脂（PS）未改性的通用級(jí)聚苯乙烯是無(wú)定形聚合物，它硬而脆，但它具有良好的電性能、耐老化性能和高的尺寸穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是脆性高，對(duì)環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂敏感。添加超細(xì)滑石粉能夠提高沖擊韌性，調(diào)節(jié)流變性，擾曲模量顯著提高，抗張屈服強(qiáng)度也有提高。例如：添加40%超細(xì)滑石粉或滑石粉母料，擾曲模量從23800kg/cm2增加58800kg/cm2，抗張度從336kg/cm2提高到385kg/cm2。
5.尼龍樹(shù)脂（PA）對(duì)尼龍（聚酰胺），在工業(yè)上特別注意利用這種塑料的韌性和耐磨性。尼龍一般是硬的，類似角質(zhì)，具有良好的耐磨性和高的尺寸穩(wěn)定性。這些性能都可以通過(guò)填充劑或增強(qiáng)劑加以進(jìn)一步提高。
PA66的硬度、勁度、耐磨性和熱變形溫度在尼龍里是高的；
PA6以其較高的韌性著稱；
PA610吸水性較低，從而尺寸穩(wěn)定性也較高；
PA11沖擊強(qiáng)度在尼龍里高。
在各種填料中，層狀結(jié)構(gòu)的滑石粉能提高尼龍?jiān)械暮眯阅埽倪M(jìn)耐磨性**為重要。與金屬相比未填充改性尼龍彈性模量低，拉伸和蠕變強(qiáng)度低，力學(xué)性能與溫度有明顯的依賴關(guān)系，分子上含有吸水基因胺基，吸水率高，制品在使用時(shí)易吸水膨脹變形，加工成型時(shí)冷卻快結(jié)晶不完全，在使用時(shí)還在結(jié)晶，這就導(dǎo)致制品變形，甚至開(kāi)裂。
尼龍的上述缺點(diǎn)，添加超細(xì)滑石粉能夠有很大的改善，滑石粉有成核劑的作用，添加后能夠提高尼龍的結(jié)晶速率，增大結(jié)晶度。因此特別能夠提高尼龍的韌度、機(jī)械強(qiáng)度、硬度、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性，改進(jìn)制品表面質(zhì)量和變形行為，對(duì)于吸潮性、電性能和化學(xué)性能也有好的影響。
6.聚氯乙烯樹(shù)脂（PVC）用普通粉體填充聚氯乙烯已經(jīng)非常普遍地在使用，如制造硬聚氯乙烯管材，填充碳酸鈣量可以達(dá)到40%，但是聚氯乙烯的抗張強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都要降低；如果添加平均顆粒在5微米即2000目的滑石粉，添加到40-45%體積份數(shù)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)材料的屈服強(qiáng)度甚至高于原來(lái)的斷裂強(qiáng)度，對(duì)聚氯乙烯體系有明顯的增強(qiáng)作用。對(duì)于沖擊強(qiáng)度，添加超細(xì)滑石粉，無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度在15%重量份內(nèi)基本上不降低，缺口沖擊強(qiáng)度有所降低，對(duì)于擾曲模量，能夠顯著增加。超細(xì)粉體對(duì)于添加增韌性劑的聚氯乙烯體系，如PVC/CPE、PVC/ABS體系，則具有十分顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用。
7.其他樹(shù)脂
在含氟聚合物中如聚四氟乙烯，添加滑石粉能夠改進(jìn)蠕變強(qiáng)度、耐磨性、韌度、導(dǎo)熱性、壓縮強(qiáng)度、硬度、蠕變傾向和在高溫下的熱變形性；
在聚甲醛中添加滑石粉填充劑，可以使其本身韌度進(jìn)一步提高；
在聚碳酸酯中添加超細(xì)目滑石粉，可以提高韌度；
在聚苯硫醚中添加超細(xì)目滑石粉，可以獲得較好的加工性，較低的收縮，脫模尺寸。
8.滑石粉對(duì)SEBS（彈性體）滑石粉對(duì)SEBS為基材的TPE熱塑性彈性體性能的影響有時(shí)候也不一定要用鈣粉作為填料，滑石粉也可以作為T(mén)PE熱塑性彈性體的基材之一；滑石粉與其它填料相比，它的主要特點(diǎn)是：白度好，能適當(dāng)增加共混粒料的流動(dòng)性。在確定某一粒料的基本配方的條件下，即SEBS YH-503 100份，粉料PP 40份，白油（26# @TPE白油-何 ） 200份，改變滑石粉的加入量，隨著滑石粉加入量的增加，共混粒料的性能基本保持不變，變形逐漸變小，拉伸強(qiáng)度在滑石粉加入量增加到40份下降比較明顯。
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