张凌燕[1]2003年在《硅灰石针状粉制备及机械力化学改性研究》文中进行了进一步梳理硅灰石是一种新型工业矿物材料，除传统地应用于陶瓷、建材、冶金等行业外，现在被广泛地应用于橡胶、塑料及造纸作为填料。由于无机填料与高分子聚合物的相溶性不好，在聚合物中难以均匀分散，因此要求对硅灰石表面进行改性，使之有机化，提高与聚合物物的相溶性和分散性。 本研究课题以江西和青海硅灰石为试样将硅灰石表面改性与粉碎有机结合起来，采用正交试验的方法确定了以介质搅拌磨、振动磨制备硅灰石针状粉的工艺条件，并考察了影响长径比的主要因素；探讨了冲击式粉碎机转速和给料速度对产物长径比的影响。采用硬脂酸、硅烷对针状硅灰石细粉进行干法、湿法改性，用活性指数，在有机溶剂中的分散性，润湿接触角，吸油值及渗水时间等作为改性效果的预评价指标，考察改性剂用量、改性时间及改性剂种类对硅灰石改性效果的影响，并确定了相应工艺条件。 研究表明，用介质搅拌磨、振动磨和冲击式粉碎机制备硅灰石针状粉长径比L／D=9～11，其中冲击式粉碎机对保证硅灰石的形态特征较其它两种方式更有利；经改性后的硅灰石长径比L／D=5.1～6.3，吸油值湿法44.6～52.4％干法34.7～41.7％，d_(50)湿法9.31～9.56μm，d_(50)干法2.78～3.01μm，活性指数：湿法0.52～0.54，干法0.69～0.88，渗水时间湿法＞390s，干法＞610s；干法改性效果优于湿法。 X射线衍射分析研究表明，硅灰石粉碎过程中，由于机械力化学效应的作用，晶体结构产生了缺陷，发生畸变，颗粒产生非晶化，晶型由叁斜T_c型转变为单斜的2M型晶体结构，粉体表面出现高活性点和新表面，使硅灰石表面成为活性表面，促进了改性剂硬脂酸和硅烷在硅灰石表面的吸附包覆或化学键合。 采用红外光谱、扫描电镜对硅灰石改性机理进行研究分析，结果表明，硬脂酸、硅烷结构中的烃基存在于硅灰石表面，—COO~-、—Si—O—等基团与矿物表面存在吸附或包覆作用；烃基的存在使硅灰石表面疏水化，硅灰石与聚合物体系间具有较好的相溶性和分散性。
杨利民[2]2006年在《针状硅灰石表面改性及对ABS树脂填充性能影响研究》文中研究说明硅灰石是一种新型工业矿物材料,于其他矿物相比较,硅灰石无毒、耐化学腐蚀、吸油性低、价格低廉,且具有针状形态。常作为玻璃纤维、石棉和片状滑石粉的代用品或并用品广泛地应用于橡胶、塑料及造纸作为填料。由于无机填料与聚合物的相溶性不好,在聚合物中难以均匀分散,因此要求对硅灰石表面进行改性,使之有机化,提高与聚合物物的相溶性和分散性。 为了获得良好的改性效果,现有粉体表面改性方法都需对粉体和改性剂进行加热和机械搅拌、混合。其加热方式为:导热油或热气流夹层传热,热源皆为传统的电阻热或燃煤、燃油和燃气热,这对整个改性系统来说,粉体和改性剂的热量是“由表及里”的传输过程,同时,为避免温度梯度过大,加热速度往往不能太快,因此,加热效率低。此外,现有的加热方式也不能对处于同一装置内混合物料的各组分进行选择性加热。现有改性方法的实施装置选择十分有限,且效率较低。 本文采用FJM200型流化床气流磨对硅灰石进行超细粉碎,通过优化喷嘴规格、粉碎压力、给料速度和分级轮转速等主要操作参数,获得长径比为12,D(v,0.5)=3.85μm的硅灰石超细针状粉体。采用分组取样计算将平均长径比与等体积直径这两个针状粉的主要参数相联系,较为合理地表征了针状硅灰石粉体几何特性的变化关系。通过对改性粉体进行活化度、浸润度、接触角、红外吸收光谱的性能测试,确定了有效的偶联剂NDZ-201和相应的工艺条件。同时将微波辅助改性与传统油浴加热改性的效果作了比对,将两种改性方法处理的粉体添加到ABS树脂中,检测其拉伸及冲击强度,对复合材料界面微观形貌、结构及其机理进行研究并做了理论分析。 实验表明:流化床气流磨在制备高长径比硅灰石粉体时具有优势;钛酸酯偶联剂NDZ—201对硅灰石超细粉体表面改性效果较好;合理经济的添加量为1ml/100g;在相同的条件下采用微波辅助改性的粉体填充ABS树脂的机械性能比传统工艺制备的要好,从而证明微波幅照对粉体改性是有确实有效的辅助作用。
刘新海[3]2004年在《超细高长径比硅灰石的制备及机理研究》文中进行了进一步梳理硅灰石是中国优势非金属矿产资源之一,储量居世界首位,年开采量约30万吨,占世界总量的55%以上,年出口量为15万吨,占世界贸易量的50%以上。但出口产品以精选块矿和粗加工产品为主,加强超细高长径比硅灰石、表面改性硅灰石和功能性硅灰石矿物材料等高附加值产品制备新技术、新工艺、新理论及应用研究,对我国硅灰石产业结构调整、产品升级换代有着十分重要的意义,并将产生重大的社会、经济和环保效益。超细高长径比硅灰石的制备及机理研究已成为当前岩石矿物新材料研究领域的热点和前沿性课题。本研究是在大量实验室试验和半工业试验研究基础上,应用多学科的相关理论及现代测试分析技术对硅灰石超细粉碎方法、流化床气流粉碎实验室条件试验、流化床气流粉碎半工业试验、超细粉碎-表面改性一体化工艺流程试验、半工业试验产品复配玻纤增强尼龙6的应用及超细高长径比硅灰石粉体的制备机理进行了全面系统的研究,取得了以下主要成果和认识:1. 在充分调研中国硅灰石资源分布的特点、开发利用现状、产业结构、产品类型和中国硅灰石资源现状基础上,采集了具有代表性的硅灰石矿样。对制备超细高长径比硅灰石的研究从破碎阶段开始就注重对硅灰石针状晶体的保护,破碎采用长腔颚式破碎或圆锥破碎,使破碎作用于硅灰石矿物上的力分别以挤压力和摩擦力为主,促使硅灰石矿物易沿晶体b轴方向剥离,避免过粉碎,有效地保护粗颗粒硅灰石针状晶体结构。采用多种超细粉碎设备对硅灰石进行超细粉碎,粉碎产品粒度检测、扫描电镜(SEM)分析和产品长径比统计结果表明,流化床式气流粉碎(200Hz)产品平均粒径X50 为4.16μm,产品长径为13.03μm,短径为1.32μm,长径/短径为9.89,长径/短径明显高于其它粉碎方法产品,确定了气流粉碎特别是流化床式气流粉碎机型为本研究的主要设备类型。2. 流化床式气流粉碎实验室试验研究采用QLM-Ⅰ型气流磨,通过改变气流磨分级电流频率,对分级轮转速进行调整,完成了100、150、200、250和300Hz分级电流频率试验,对比分析不同分级电流频率条件下产品的X50、SMD、VMD、Sv 、Sm、SEM图片和粉碎产品长径比统计结果,确定了200Hz分级电流频率最为适宜,为半工业试验调整气流粉碎工艺技术参数提供了依据。半工业试验采用工业型QLM-Ⅳ型气流粉碎机,控制系统磨腔工质压力为0.7~0.8 Mpa,轴承防护气体压力为0.20 Mpa,清洗气体工作压力为0.15 Mpa。试验进行了分级轮转速分别为500、1000、1500、2000、2500、3000、3500rpm条件试验。工业型QLM-Ⅳ型气流粉碎机的分级轮直径较大而转速又相对较低,产品晶体形貌优于实验室试验产品。对比分析不同分级轮转速条件下产品的X50、SMD、VMD、Sv 、Sm、SEM图片和产品长径<WP=8>比统计结果,确定了2000rpm分级轮转速为最佳条件。在此条件下粉碎产品平均粒度为5.60μm,平均长径为40.83μm,平均短径为2.53μm,长径/短径高达16.17。3. 气流粉碎-表面改性一体化工艺流程试验采用的偶联剂以硅烷570为主。在工业设备上实现了硅灰石超细粉碎、表面改性一体化,同时保持了针状硅灰石晶体形貌。硅烷改性超细粉体产品的平均长径为31.62μm,平均短径为2.00μm,长径/短径高达15.81。采用多种方法对改性针状硅灰石进行表征,其活性指数H大于95%。试验结果表明,该工艺不但保持产品具有高的长径比,偶联剂和表面活性剂的加入同时起到助磨作用,气流粉碎系统处理量提高1.5倍以上,克服了气流粉碎能耗高的缺陷。该工艺已经向国家知识产权局申请了国家发明专利(03146343.6)。4. 应用试验表明,当制备的超细高长径比硅灰石产品与玻纤配比为1:1~1:3时,硅灰石/玻纤/尼龙6增强材料具有明显的增强改性效果,其物理机械性能技术指标分别为:缺口冲击强度为14.10 kJ/m2、拉伸强度为160.10 MPa、断裂伸长率为1.70%、压缩强度为222.00 MPa、弯曲强度为256.20 MPa、热变形温度(1.82MPa) 208.90℃。其性能明显优于非增强材料,表明在工程塑料领域具有广阔的应用前景,为实现产品产业化奠定了坚实基础。5. 从对硅灰石晶体结构特征分析,气流粉碎系统气流对硅灰石晶体的作用力方向及X衍射结果表征等较深入探索了制备超细针状硅灰石的机理。
杨春蓉[4]2003年在《硅灰石/聚丙烯复合材料的制备及界面机理研究》文中认为硅灰石是一种资源丰富的重要天然非金属矿物原料。近几年来，硅灰石对高分子材料的增强增韧研究已成为材料科学研究的热点课题。本文选择硅灰石／聚丙烯复合材料的制备及界面机理研究这一当前材料领域的热点和前沿性课题进行研究。在大量实验的基础上，应用多学科的相关理论及现代测试技术对硅灰石粉的制备、表面改性方法及工艺、改性效果评价、改性硅灰石与聚丙烯复合材料的制备、界面微观形貌及其界面机理等进行了全面系统的分析研究，取得了较为满意的研究成果和一些新的认识。特别是采用粉碎前对硅灰石煅烧空冷处理的方式，获得了超细化程度更高、长径比更大的硅灰石；利用机械力化学改性及超音速气流粉碎技术，使硅灰石粉碎—改性同时完成；应用现代测试手段，结合实验对界面微观形貌、结构及其机理进行研究，进一步解释与论证了复合材料的宏观力学性能，为改善复合材料的综合性能提供了理论基础。这些方面的研究在同类研究中具有一定的创新性。 本研究结论如下： 1．硅灰石微粉碎过程中，为保护硅灰石的短纤维针状结构，可在粉碎前对硅灰石进行煅烧空冷处理。气流磨机械力化学方式改性硅灰石优于搅拌机高速搅拌方式改性硅灰石。 2．硬脂酸改性剂对硅灰石的改性效果优于铝酸酯和硅烷。硬脂酸改性硅灰石的最佳用量为硅灰石质量百分比含量的2％。 3．硅灰石／PP复合材料的机械力学性能表明： (1)经过机械力化学改性处理的硅灰石添加到PP中，可明显改善PP的力学性能。与纯PP相比，复合体系的拉伸强度提高了8.1％，弯曲强度提高了3.6％，缺口冲击强度提高了86.4％，断裂伸长率提高了13.1％。 (2)硅灰石粒径对复合材料性能的影响实验表明，随着硅灰石粒径的减小，其机械性能呈现先上伸后下降的趋势。 (3)硅灰石含量对复合材料性能的影响实验表明，硅灰石在PP中的最佳含量为30％，随着硅灰石含量的继续增加，其机械力学性能随之下降。 (4)与其它PP填充矿物相比，硅灰石填充复合体系的综合力学性能优于碳酸钙和滑石的填充体系，并可与石棉、玻璃纤维的填充体系相媲美。 4．硅灰石增强复合材料的界面浸润性测量实验进一步表明，在硅灰石／PP的复合体系中，改性硅灰石与PP基体的界面结合强度高于未改性硅灰石；硬脂酸改性硅灰石与PP基体的界面结合强度高于铝酸酯改性灰石；粒度为2号样的改性硅灰石与PP基体的界面结合强度高于1和3号改性硅灰石。 5．应用扫描电子显微镜对改性硅灰石在聚丙烯中的分散性及其与聚丙烯的界面结合性进行了观察和研究。结果显示，硬脂酸改性硅灰石在聚丙烯中的分散性及其与聚丙烯的界面结合性得到了明显提高。 6.界面机理的初步研究表明，界面反应性、界面残余应力、纤维粗细度及增强体与基质之间的浸润性等是影响界面粘合强度的因素。在提高界面粘合强度的同时，需引入适当界面层，协调平衡复合材料层间剪切强度和抗冲击韧性。
曹虎[5]2009年在《液相机械力化学法制备硅灰石/TiO_2复合颗粒材料及应用》文中指出以非金属矿物为包核、结晶TiO2为包膜的矿物/TiO2复合颗粒材料是近年来发展起来的新型白色颜料,目前在涂料、塑料、橡胶和造纸等工业领域作为钛白代用品材料已获得广泛应用。本论文研究了液相机械力化学法制备硅灰石/TiO2复合颗粒材料的工艺、性能表征、应用技术和机理,为充分发挥硅灰石矿物的优异特性、提升利用价值和缓解钛白粉生产与应用中存在问题提供技术支持。试验研究了液相机械力化学法制备硅灰石/TiO2复合颗粒材料各主要工艺因素的影响。制备硅灰石/TiO2复合颗粒材料的优化工艺为:料浆浓度为35%,分散剂用量0.3%,TiO2用量为45%,TiO2分散30min。其中复合阶段球料比4.5:1,搅拌磨转速1400r/min,复合时间为15min,pH为8(硅灰石湿磨球料比5:1,搅拌磨转速1400r/min,湿磨20min)。研究了硅灰石/TiO2复合颗粒材料的颜料性能和在建筑涂料中的应用,优化条件下制备的硅灰石/TiO2复合颗粒材料遮盖力17.97g/m2,吸油量22.72g/100g,白度为96.6,具有和钛白粉类似的颜料性质,远优于硅灰石和TiO2二者通过干法和湿法搅拌混合产物的性能。硅灰石/TiO2复合颗粒材料用于内墙涂料,涂料性能与使用钛白相当。研究了硅灰石/TiO2复合颗粒材料的微观形态及其复合机理。硅灰石/TiO2复合颗粒材料由固体包核物颗粒硅灰石和其表面包覆的结晶TiO2所组成,TiO2在硅灰石表面形成均匀的包覆层。液相体系中,硅灰石和TiO2异质颗粒之间范德华作用和静电作用及两者综合形成的粒间作用均为吸引。硅灰石在搅拌磨湿法超细研磨中伴随颗粒的细化,产生了机械力化学效应。水介质中硅灰石和TiO2颗粒表面呈现强烈的羟基化形态,两者通过表面羟基形成化学键合;根据颗粒表面形态和形成化学键合的研究,建立了硅灰石和TiO2颗粒之间的作用模型。
李俊[6]2005年在《复杂铝土矿尾矿的表面改性研究》文中研究说明研究发现,铝土矿尾矿是一种复杂天然混合矿物,主要含高岭土、伊利石、石英、一水硬铝石和刚玉,Al_2O_3的含量达到39.6%,其利用价值相当可观。目前,对尾矿的利用只限于耐火材料的制备和填补矿山采空区复垦工程,而对其改性研究,还未见报道。经提纯之后,再进行改性,作为填料所用,由于其天然的复杂行为,预期可赋予橡胶塑料许多新的功能,同时白度的提高,能够扩大其应用范围,从而使铝土矿资源得到充分利用,达到资源回收再利用的目的。 尾矿的表面结构研究表明,表面官能团以Si—O和表面羟基键为主。应用润湿角、沉降高度、活化指数多种方法对改性粉体进行评价,研究表明尾矿的疏水性和亲油性良好。在湿法改性中,最佳试验条件为:改性剂对矿物的配比为2%;改性时间为9h;矿样浓度为20%;改性温度为80℃。红外光谱分析表明尾矿表面Si—O的特征峰偏移近5个波数,同时出现甲基和亚甲基的特征峰,表面羟基振动特征峰明显加强,表明尾矿表面包裹一层钛酸酯偶联剂。光电子能谱分析表明,尾矿Si2p和O2p化学环境发生改变。其改性机理为:在水溶液中,在加热和搅拌条件下,羟基首先和尾矿表面的活性点结合,钛酸酯再通过复杂的化学吸附及键合作用和尾矿表面的羟基及氧原子连接,使得钛酸酯偶联剂包覆在尾矿表面。在机械力化学改性中,最佳工艺参数为磨矿浓度为30%,改性剂用量为3%,球料比为5:1,改性时间为8h,磨机转速为500r/min。X—射线分析表明,高岭土结构完全被破坏,其他矿物结构也遭到不同程度的破坏,无定形化增加。红外光谱分析表明尾矿表面出现甲基和亚甲基的特征峰,同时表面羟基有所减弱,说明钛酸酯和表面羟基发生作用。光电子能谱分析表明尾矿表面Si2p化学环境没有发生改变,而O2p的化学环境有所改变,说明钛酸酯主要和尾矿表面的O发生作用。其改性机理为,钛酸酯和尾矿表面羟基发生作用,其连接方式为化学吸附,使尾矿表面包裹一层偶联剂。
马震[7]2016年在《硅灰石填充聚丙烯复合材料的制备与性能研究》文中研究指明聚丙烯(PP)是一种在汽车工业、建筑材料、家用电器、农业应用等方面广泛应用的热塑性树脂,采用天然矿物填充聚丙烯可以有效提升其力学性能、降低成本。我们分别使用硅烷偶联剂(KH-570),硬脂酸(SA),硅烷偶联剂与硬脂酸复合改性叁种方法对硅灰石进行改性,并将其应用于填充聚丙烯改性,成功制备了力学性能优异的硅灰石/聚丙烯复合材料。主要研究工作如下:首先,优化硅烷偶联剂改性硅灰石的反应条件,实验结果表明:当硅烷偶联剂用量占硅灰石质量的4%,反应体系pH=5,搅拌速度600 r/min,80℃下反应2 h时,硅灰石改性效果最好,所得改性硅灰石水接触角为120.79°。FTIR,TG分析均表明硅烷偶联剂对硅灰石成功进行了改性,改性机理为:硅烷偶联剂首先水解形成硅醇,然后再与硅灰石表面的羟基反应,在硅灰石表面形成一层硅烷偶联剂分子膜,使硅灰石表面由“亲水性”变为“亲油性”。其次,优化了硬脂酸改性硅灰石的反应条件,实验结果表明:当硬脂酸含量为硅灰石质量的2%,反应温度为80℃,反应时间为1 h,搅拌速度为600 r/min时,硅灰石改性效果最好,水接触角达131.35°。与硅烷偶联剂相比,改性效果得到了一定的提升。FTIR,TG分析均表明硬脂酸对硅灰石成功进行了改性,硬脂酸与硅灰石反应生成了硬脂酸盐,并以化学键形式包覆在硅灰石表面。再次,用硅烷偶联剂与硬脂酸复合改性硅灰石,实验结果表明:当硅烷偶联剂占复合改性剂的50%,复合改性剂用量为硅灰石质量的4%,搅拌速度为600 r/min,80℃反应2 h时,所得复合改性硅灰石的水接触角达143.25°,改性效果较单一改性有明显提升,硅灰石的亲油性得到很大提高。FTIR表明硅烷偶联剂与硬脂酸对硅灰石改性均有效,复合改性硅灰石兼具有硅烷偶联剂改性与硬脂酸改性硅灰石各自的特点。最后,通过对比发现,当填料用量为20%时,复合改性硅灰石/聚丙烯复合材料的冲击强度为9.38 kJ?m-2、拉伸强度为33.67 MPa、弯曲强度为45.00 MPa,分别比纯PP提高86.11%、7.43%和22.88%,力学性能最佳,同样复合改性硅灰石/聚丙烯复合材料的维卡软化点也是最高的,达到155.4℃,其热稳定性较纯PP有很大提高。复合材料SEM分析表明,加入改性剂可以提高硅灰石在聚丙烯中的分散性,复合改性在提高硅灰石分散性方面效果优于单一改性。
陈婉婷[8]2015年在《硅灰石表面包覆二氧化硅复合颗粒制备与表征》文中进行了进一步梳理颗粒的复合化是构建新物质的重要途径,还可以通过颗粒复合来促进颗粒功能化,制备出的新物质可以改变单一颗粒的表面性质,提高颗粒的分散性、流动性等性能。二氧化硅具有优异的物理化学性能,在塑料、橡胶等工业领域上有广泛的应用范围。将无定型二氧化硅颗粒或膜包覆在硅灰石表面制备出二者的复合颗粒,即可发挥二氧化硅颗粒的补强功能,又可消除硅灰石颗粒的棱角、导致其表面粗糙,从而解决硅灰石与基体相容差等问题。本论文采用机械力化学法,通过二氧化硅颗粒的解聚分散、硅灰石的分散和二者湿法研磨方式复合等工序制备出二氧化硅/硅灰石复合颗粒,对制备过程中的影响因素进行了考察和优化,研究了制备复合颗粒材料的工艺和性能表征并对二氧化硅与硅灰石颗粒间的复合作用机理进行了分析研究。试验采用单因素实验分别研究了二氧化硅与硅灰石在水介质中的分散现象,优化条件下实现了二氧化硅与硅灰石的分散。二氧化硅解聚分散的最佳优化工艺参数为：球料比10：1、浆体浓度10%、研磨时间1.5h、分散剂用量10%,二氧化硅颗粒d50由18.434μm降为3.8μm,d90由44.17μm降为约8μm。对硅灰石分散的最佳优化工艺参数为：机械搅拌时间40min,搅拌转速600r/min,硅灰石颗粒d50从21.718μm下降至19.85μm,粗端粒径d90也从86.592μm下降至83.65μm；研究了采用机械力化学法制备二氧化硅/硅灰石复合颗粒材料各主要工艺因素的影响。制备二氧化硅/硅灰石复合颗粒材料的优化工艺为：二氧化硅与硅灰石比例为3：7,复合转速1200r/min,反应时间40min,球料比5：1,分散剂用量为6%；研究了二氧化硅/硅灰石复合颗粒材料的微观形态及其复合作用机理。复合颗粒主要由二氧化硅颗粒团聚体较均匀的包覆在硅灰石颗粒表面所形成,部分颗粒间存在着相互穿插。在二氧化硅/硅灰石复合颗粒上,二氧化硅与硅灰石之间通过各自表面羟基间的脱羟基作用实现具有化学性质的结合。
刘玥彤[9]2011年在《硅灰石增强聚丙烯叶片挤出加工的实验研究》文中进行了进一步梳理高分子材料成型加工是高能耗作业,目前普遍采用螺杆机械,如螺杆挤出机、螺杆注塑机等,但这种机械结构普遍存在物料塑化输送经历的热机械历程长、能耗高、设备结构大、对物料特性依赖性强等缺陷。华南理工大学瞿金平教授最新研制的叶片挤出机彻底摒弃了基于剪切流变的螺杆挤出加工方式,通过采用正位移的输送原理及引入拉伸流场的作用方式,使得聚合物在叶片挤出机中具有热-机械历程短、降解程度小、物料混合效果好等特点。我国硅灰石矿产资源丰富,为了加速对这一优质矿产的开发利用,深入研究这种新型塑化设备挤出加工硅灰石/PP复合材料具有重要的科学意义和现实意义。论文内容是采用叶片挤出机成型硅灰石/PP复合材料制品,研究了硅灰石含量、硅灰石的目数以及叶片机转速对PP力学性能的影响。研究表明,在0~50%之间随着硅灰石填充量的增加,复合材料的冲击强度最大提高67.87%,弯曲强度最大提高了59.87%,拉伸强度最大降低幅度为10.78%。随着硅灰石细度的增加,硅灰石增强PP的拉伸强度最大提高了9.52%,缺口冲击强度最大增加了51.41%,弯曲强度最大降幅为6.45%。随着转速的提高,复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度呈现先增加后降低的趋势,低目数(200目)填充的复合试样在转速为60r/min附近力学性能达到最大值,与纯PP相比拉伸强度降低2.48%,冲击和弯曲强度分别提高8.38%和40.43%;高目数(1250目)填充的复合试样在转速为75r/min左右力学性能最佳,与纯PP相比拉伸、冲击和弯曲强度分别提高2.22%、56.8%和26.87%。借助于扫描电子显微镜,研究硅灰石针状粉的微观形态及复合材料的界面结构,探讨了针状硅灰石粉对PP的力学性能增强的微观机理。通过叶片挤出加工实验研究,我们找到硅灰石/PP的最佳工艺参数(1250目,30wt%,75r/min)来获得填充PP的最好效果,具有很好的现实意义。
苏鸿翔[10]2009年在《针状硅灰石的表面活化及填充聚酰胺6研究》文中研究说明硅灰石是一种新型工业矿物材料，于其他矿物相比较，硅灰石无毒、耐化学腐蚀、吸油性低、价格低廉，且具有针状形态。常作为玻璃纤维、石棉和片状滑石粉的代用品或并用品广泛地应用于橡胶、塑料及造纸作为填料。由于无机填料与聚合物的粘结性不好，在聚合物中难以均匀分散，因此要求对硅灰石表面进行改性，使之有机化，提高与聚合物的粘结性和分散性。本文主要探讨针状硅灰石表面活化方法及填充PA-6复合体系结构与性能，重点考察了叁种表面活化方法对硅灰石表面性质的影响，探索硅灰石的用量、粒径、表面活化方法等对PA-6复合体系力学性能、加工流动性及耐热性能的影响。结果表明，活化方法对硅灰石表面性质影响很大。采用预处理法活化改性硅灰石，通过正交优化实验，并借助FT-IR和OPM，选定最佳预处理条件：反应温度为30℃，反应时间为30min，盐酸浓度为2%，硅灰石能保持其针状特殊结构的情况下发生表面刻蚀，活性基团数量明显增多。采用无皂乳液聚合法制备硅灰石-g-PMMA，并借助FT-IR、SEM、接触角测定及沉降高度测试等手段进行分析表征，硅灰石表面出现羰基的特征振动峰和甲基的伸缩振动峰，并且硅灰石粒径变大，形成外围为PMMA的“核-壳”结构，硅灰石的疏水性和亲油性明显得到改善。PA-6复合体系力学性能研究表明，随着硅灰石用量的增加，PA-6复合体系的拉伸强度得到提高，耐热性能提高，加工流动性则下降，在硅灰石用量为30%时，PA-6复合体系的拉伸强度达到最大值84.31MPa。在直接法、预处理法、原位无皂乳液聚合法叁种活化方法改性的硅灰石填充PA-6（30/70）复合体系中，原位无皂乳液聚合法改性的硅灰石填充PA-6复合体系的拉伸强度和缺口冲击强度最高，较未改性体系分别提高16.3%和89%，直接法改性的硅灰石填充PA-6复合体系的加工流动性最好。
参考文献：
[1]. 硅灰石针状粉制备及机械力化学改性研究[D]. 张凌燕. 武汉理工大学. 2003
[2]. 针状硅灰石表面改性及对ABS树脂填充性能影响研究[D]. 杨利民. 武汉理工大学. 2006
[3]. 超细高长径比硅灰石的制备及机理研究[D]. 刘新海. 中国地质大学. 2004
[4]. 硅灰石/聚丙烯复合材料的制备及界面机理研究[D]. 杨春蓉. 中国地质大学. 2003
[5]. 液相机械力化学法制备硅灰石/TiO_2复合颗粒材料及应用[D]. 曹虎. 中国地质大学（北京）. 2009
[6]. 复杂铝土矿尾矿的表面改性研究[D]. 李俊. 中南大学. 2005
[7]. 硅灰石填充聚丙烯复合材料的制备与性能研究[D]. 马震. 东北石油大学. 2016
[8]. 硅灰石表面包覆二氧化硅复合颗粒制备与表征[D]. 陈婉婷. 辽宁科技大学. 2015
[9]. 硅灰石增强聚丙烯叶片挤出加工的实验研究[D]. 刘玥彤. 华南理工大学. 2011
[10]. 针状硅灰石的表面活化及填充聚酰胺6研究[D]. 苏鸿翔. 大连工业大学. 2009