高嶺土在塑料品種的廣泛應(yīng)用

時(shí)間：2014-05-14 10:24:59

作者：世邦機(jī)器

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在偶聯(lián)劑用量相同情況下，鈦酸酯偶聯(lián)劑的處理效果比硅烷偶聯(lián)劑要好。這可能是因?yàn)殁佀狨ヅ悸?lián)劑的活性基團(tuán)活性大，與煤系高嶺土表面的活性基團(tuán)反應(yīng)更加完全，包覆緊密，缺陷較少。煤系高嶺土本身是剛性粒子，尺寸較小，表面能較高，本身容易自聚成團(tuán)。因此當(dāng)與PA6混合后，在煤系高嶺土/PA6復(fù)合體系中會(huì)出現(xiàn)大量“簇團(tuán)”結(jié)構(gòu)，從而影響其力學(xué)性能，此體系沖擊韌性不及純PA6。但當(dāng)用偶聯(lián)劑處理后，體系的沖擊韌性均有所提高。根據(jù)偶聯(lián)機(jī)理可知，偶聯(lián)劑中的親無機(jī)端可與煤系高嶺土結(jié)合，親有機(jī)端與PA6結(jié)合，從而形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，即偶聯(lián)劑兩端基與煤系高嶺土和PA6進(jìn)行化學(xué)偶聯(lián)或物理纏結(jié)，增加了煤系高嶺土與PA6的相容性。另外，經(jīng)偶聯(lián)劑處理后，不僅顯著降低了煤系高嶺土的表面能，使自聚成團(tuán)現(xiàn)象減少，而且偶聯(lián)劑分子端基為較長(zhǎng)的碳鏈，使煤系高嶺土在極性上與PA6匹配。因此偶聯(lián)劑處理使煤系高嶺土加工在PA6中的分散性大大改善，從而當(dāng)此復(fù)合體系受到外力作用變形時(shí)，剛性煤系高嶺土粒子能夠阻礙裂紋擴(kuò)展或鈍化終止裂紋，即產(chǎn)生釘扎效應(yīng)，進(jìn)而提高了體系的沖擊韌性。對(duì)比4種不同偶聯(lián)劑處理煤矸石后復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度，在偶聯(lián)劑用量相同的條件下，鈦酸酯偶聯(lián)劑處理效果較好。

隨著高嶺土生產(chǎn)設(shè)備高嶺土含量增加，尼龍的拉伸性能和彎曲性能均呈提高趨勢(shì)，而缺口沖擊強(qiáng)度有所下降，但降低不多。材料的綜合性能提高，這可能是因?yàn)樵谔畛淞窟m當(dāng)?shù)那闆r下，煤系高嶺土在尼龍6基體樹脂中有較好的分散。這使得煤系高嶺土填充量增加，有利于降低材料價(jià)格。煤系高嶺土的加入使尼龍6的結(jié)晶溫度升高，對(duì)尼龍6基體樹脂具有異相成核的作用。

綜上所述，高嶺土填充入塑料中，可以明顯改善共混物的力學(xué)性能、耐磨性和抗紅外線性等綜合性能，提升產(chǎn)品檔次和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但由于高嶺土屬于無機(jī)物，同有機(jī)高分子材料間相容性較差，故兩者簡(jiǎn)單共混，所得產(chǎn)物的韌性很差。高嶺土需要先用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理后，才能與塑料材料進(jìn)行共混。目前常用于高嶺土處理的偶聯(lián)劑主要是硅烷類物質(zhì)，可共混的塑料品種也主要限于聚氯乙烯、聚烯烴和尼龍等。相信隨著新型高效偶聯(lián)劑的使用，高嶺土將在更多塑料品種的填充領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用（張世杰，2010)。