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塑料填充配方设计要点( Q7 c* M }- `6 G: Y
一:填料的吸液体性, d. a) z5 c2 N) F3 I3 X4 }# a- b
填料的吸液体性可分为吸油性和吸树脂性。填料的吸液体性的原因是因为填料表面具有微孔结构。填料表面的微孔越大,其吸液体性越大。# |7 t# _0 o. R% p) m2 N6 |& S" c
1:填料的吸油性:8 Q1 v7 l. H6 Y8 R
吸油性是指填料本身对配方体系中的液体助剂具有一定的吸收能力。吸油量定义为100g填料所吸收液体助剂的最大体积数(mL)2 Z, w! J3 P3 ]% O* K; S
常用填料的吸油值 5 R8 e! b8 Q0 W: E3 d6 f
填料
6 M; |+ e2 R) ]# w! Z; [4 z7 }- X | 7 x( |" k% m2 h1 d9 `
吸油值
5 A1 K; I( c1 N& x8 E& p1 M |
' S8 `, n [+ A3 K填料
9 R! n, ]4 N4 q/ y |
- b7 V2 ?# c5 s$ _9 C& H! p! f% {吸油值
1 v: ^' u: r v' S9 N | - B9 }( E/ ^$ J4 [) n, _
硫酸钡; N0 j( ?0 S7 u5 ~- ?3 z% o
石粉9 E$ L% |+ u+ }4 S5 l1 g! t* t# u; Y$ v
硅灰石
) [" L/ Q3 b2 G6 b/ q) g9 `: Q( c滑石粉
" I6 x. q+ p- X( G白云石
+ S' p6 Q# q) g) j K0 ]* t! w4 l重钙9 J* u) ]/ M2 K7 ~2 @
|
7 L" e2 f" q5 d9 L0 g" R8 }9 I) Y# g, F16
% a6 H. V9 U5 E30
: z& Z; d1 m; k2 o$ h$ I5 S$ O$ y31-32
9 ^0 n- v9 R8 \8 C$ X6 \33$ Z% T8 s: `: ]5 @4 e" D- f$ p
33
T3 n) T# C% S* Q7 v0 i36
, B3 [2 e# Q# N7 Y/ k) S9 f |
% j4 H3 ?/ @- n+ A/ }白炭黑) m( S/ h* u- u ~' N* d, M2 L6 c
黏土
) V/ v" z, n5 C- E) n, l) G高岭土
- ]% F, U8 ?; \% |; Q" ^2 r云母 O! Z" r) ~" j- G; G3 b4 {+ J
轻钙
$ n W/ f, A+ m2 t) [硅藻土. e; X- n9 B" g
|
' E9 U% ^ z" s& M+ G' @) F422 t3 e1 d: X4 o9 w! o
46
6 v& l) [0 n) y/ \- T% b66
5 p% T/ y5 F# i79
. U5 @ a6 k! f125
' T: v5 d$ \9 J! n/ P0 v148
, k/ E1 L$ M1 O& t/ o. P | - V( j# p+ E6 `) C6 a+ b
9 h) f+ \' P( s3 w4 g/ N# \在配方体系中;吸油性主要影晌体系中液体助剂的加入量。
) d- r; e2 M: @8 m
5 r, j. i0 l" _ f# L: H$ L2:填料的吸树脂性:/ `& z3 ?% a' d0 g
填料的吸树脂性是指对液体树脂具有一定的吸收功能。其大小用吸树脂量来表示。即100g填料吸收树脂的最大体积数(Ml).
1 L' l) m) d3 C7 D常用填料的吸树脂量 0 h! d( Z) L% @+ e
填料
9 L0 d1 |$ S2 _9 s1 f |
6 N+ U6 d* g- W2 m烯丙基系不饱和聚酯
' V; e2 @' m$ L9 y% t | 4 Z- t( k3 V+ E. Q
苯乙烯系不饱和聚酯
5 {+ o9 Z( o' Y9 K; A |
) l4 M2 o$ z6 {# w2 b硫酸钡$ B6 }- J2 K5 C. Y4 |: ^: C; K
重钙
" r( Y6 r7 d1 D) j, X! X石膏
/ d& m! \$ Z( [; a滑石粉
6 u# w( V F4 [% a2 S1 m9 l* l' ?玻璃粉7 J) y* [$ C# z. ]- s
高岭土 e, `; o0 D* C6 h& W- i" E" [, J8 _
黏土
! g/ q8 c0 k: z/ n, }- a9 C4 e! q石棉
( h0 ]9 K$ \, a% h铝矾土
( R9 p9 f$ n7 y4 S2 x. k- ?0 c+ r硅藻土% t% V/ n. G: c
硅胶
6 z2 I* K, l- Q& f `: R/ ] | - q5 ^) G+ q; v
28) h- ]) g1 v9 O3 u4 c" N
305 s; p4 k+ A# J4 B/ N
32
4 }3 m4 K/ a o/ O" m, C469 Q8 }; m! D" `- V4 o
47& l+ ^! e) q( @# Z' H
49
% [% b8 |/ e U8 I M6 c54
3 p7 R8 j5 Y2 {7 G0 p69( f0 Q2 x M) V* x3 b0 E7 P
73
% c# L8 o" K- n* @% c2 `* b7 \2 b112! B* F' A3 \/ z1 x5 P
210
5 U! Y& s0 A7 T |
- _$ V; P+ A9 x31
: S, w( D" {. ^$ f0 t8 r34
) `8 r7 F3 m- N5 |6 S* s6 ~+ q37
! t" v# a, L' F721 q8 h, [7 v+ y7 {# U; \
15
* r0 V9 G W+ q$ R- }3 t. Q5 ~0 X48
0 F' x! {+ m Q0 A! Z0 t' ~73
- f/ z G8 l! I: J8 Z37
. E7 Y6 O) r9 K* k69! \1 U, l8 e1 ~; v9 N& ]
112
* O7 I _" `8 ~2 e196
% d" T& s% z6 o/ u& F. E9 W# k |
5 S8 u9 }3 M! ^ U- E
8 K3 D- X8 ~6 D2 o在配方体系中;对吸树脂性的的填料应加大树脂的用量。; L" ^5 Y/ g; h; V% a8 [8 a
在整体配方体系中;应先加入液体助剂或树脂;再加入填料;以降低填料对其的吸收量。( z2 R3 c5 p; S
8 X: g# W. i1 o r' f# q4 O 二:填料的物理状态& Q) C0 x J$ z6 O! y c* S
1:填料的形状:7 A) e/ ?0 ?3 \ y7 _
( c& G' Q, _5 U8 U+ k$ w+ r
填料的形状可分为球状、粒状、片状、纤维状、柱状、中空管状和中空微球状。除了球状和中空微球状两种填料微各向同姓外,其它形状的填料均为各向异性。对于各向异性类填料;其纵横比越大,补强作用越强,越有利于制品力学性能的提高,但对成形加工不利。还对于各向同姓等纵横比接近1的填料,对复合材料的成形加工有利,但对力学性能提升不利。
( Y4 y4 L C ?# {1 D9 `; \4 l$ u7 J+ h8 z. n2 b2 i- T( X0 [
2:填料的粒度:6 x, X! m( j& g: r$ Z2 V$ P& d/ g
粒度的大小对填充制品的性能影晌很大。粒度越小,对复合制品的拉伸强度、冲击强度、光的散射、透明性及加工流动性都会有正面影晌。尤其是拉伸强度和冲击强度,当粒度较大时,两者都会下降。当然;填料的粒度要根据复合材料的性质来确定。
' y& y6 L% Q" K" y( \8 \/ ?: V
! W7 \- S: v8 K. H5 A$ _6 J# a3:填料的表面性质:* `) n. x* Z8 j2 Z( g
1:填料表面的物理性质:即比表面积、微孔结构和对液体物质的吸附量。比表面积越大,在树脂中易于分散,微孔结构多的填料易于吸收液体助剂和熔体树脂。
- o. t% g0 E4 i1 I2:填料表面的化学性质:填料表面的化学结构往往与其内部不同,原因是其表面的官能团可与空气中的氧或水反应,从而导致引起内外差别。! r, y: ]. A3 ]8 K( \9 s7 `+ y. y
0 Y- H" W4 i, @6 q
三:填料的表面处理:) \$ u. `8 K4 p. L8 ]
表面处理的目的是使填料表面的亲水性变为疏水性。: L/ l& b# V7 B
表面处理效果的大小顺序可定为:硬脂酸—简单偶联剂—多功能偶联剂---大分子偶联剂—相容剂---偶联剂和相容剂复合处理---复合偶联剂。 d" \" ^9 Q; y$ K8 ~( b5 ~( S) P
1:无机填料表面处理7 a5 J W" Q0 T6 ]3 b! v0 k' w2 |
% z6 H, E- w+ P* U4 G8 H(1);表面活性剂处理:常用的表面活性剂有:硬脂酸、异丁酸、庚酸、辛酸、月桂酸、脂肪酸、脂肪酸脂、木质素、乙醇、有机胺及硅油等。
* J9 F |4 t0 A: R
/ u! h% b7 ]/ T0 m! ?! F2 B. t(2):偶联剂处理:' }! W. d9 b2 l6 N' ~! w* }8 \" e
不同偶联剂处理效果依次为:普通偶联剂、改性偶联剂、大分子偶联剂、复合偶联剂、。具体应用哪一类型的偶联剂应根据制品的要求而定。
9 o: f! z5 c% H+ F0 Z5 E不同偶联剂品种对填料有选择性,在具体选择是必须注意。
- [' |$ M. b! v, V硅烷偶联剂对二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝、玻璃纤维、硅藻土、玻璃微珠、氮化硅等含硅类填料的处理效果好;对滑石粉、黏土及硅灰石等效果差;对碳酸钙、石墨及碳黑等没有效果。
$ m# }) \! x7 ?( C3 M. V' o( C. n钛酸酯、铝酸酯等偶联剂对碳酸钙、氢氧化铝、硫酸钡、钛白粉及石棉等处理效果好;对云母、二氧化硅及氧化美等稍差;对滑石粉、碳黑及木粉无效果。
6 R7 k+ w% T& y% A$ _一般情况下;偶联剂的用量为填料的1%左右;偶联剂在使用之前对溶剂要进行稀释处理。硅烷类选用水和乙醇;钛酸酯类选用苯和甲苯;溶剂的使用量为偶联剂的2-5倍。
& {# ^2 M- U, J. o注意:在用偶联剂对填料处理前;填料要进行干燥处理,使其含水量在0.5%以下。2 f$ h6 R- ~! t8 I* @3 L
(3):相容剂处理! z" w- v% u, t/ c1 V
(4):高分子树脂处理
+ {9 r9 {. h8 E5 P: S9 R (5):等离子处理 p6 C, p9 F8 N; Z. H% M7 a
(6):表面化学反应处理1 n4 t7 \( _. k2 }5 }1 a4 _: b. H
(7)多种材料复合处理* X, @6 y T- D2 I
(8):微囊化处理4 b2 \# v9 Z% m
: R3 y! J% _: ~9 G! Q* ~5 |2:天然有机填料的表面处理
2 ?6 R' z, _4 |/ A7 y# t天然有机填料具有较强的极性,与其复合的树脂如(PP/PE)等都为非极性材料,两者的相容性很差。为改善其相容性,必须对其进行预处理或在配方中添加相容剂。, }7 G5 S C+ c* J. l5 C. B: L- j
(1):干燥处理:天然有机填料里有大量的羟基,在分子中易形成氢键,容易吸水,从而导致填料的含水量过高;因此在处理前必须干燥。
t2 L: T/ W; g& S+ `1 F9 W8 @(2)表面处理:因天然有机填料中主义成分为纤维素、半纤维素和木质素;其分子中含有大量的羟基;属多羟基化合物,极性大,亲水性强,于聚烯烃类油性差异大,相容性不好。另外,由于天然纤维具有较强高度的分子内氢键,进行热处理时易聚集成团,在树脂中很难均匀分散。因此必须对其表面进行处理。
! o* q. Z. s# I! KA:放电处理:它可以大量激活纤维素表面的醛基而改变纤维素的表面能。( O! f4 o( |% R- v" }' ` q9 X/ o
B:偶联剂处理;常用的有硅烷和钛酸酯类;用量为1%左右。4 V5 l) g7 t- f/ d% n3 \) r- f
C。:加入相容剂;如马来酸酐接枝树脂。
, s* {, `8 ?; I2 oD:加入线形热固性树脂。
% z1 \ i* S c' qE:增塑剂处理
" B' k5 { N( _3 ^( T. hF:碱化处理; {" k: z& O3 `+ g
G:表面张力法处理: X8 c. Z* n( l4 S$ U, W2 d. \$ h9 g
; u7 [) E2 q' |% l% I四、填料与树脂的关系7 g/ Z- }' W2 K+ J7 O
1.对加工流动性的影响
W. W5 S9 o, ?0 d. p, r 除滑石粉、硼泥、盐泥和石墨等填料本身具有自润滑性外,其他填料的加入都会使树脂的加工流动性下降。因此,在填充配方中,要加大润滑剂的使用量。例如,在PP+20%滑石粉+5%润滑剂的配方中,与不加润滑剂相比,熔体流动指数提高了180%。$ G. z3 r( m! m+ w6 G, \ R( v
2.对加工温度的影响4 w' r0 Z2 S0 Y
无机填料的加入,使树脂的加工温度提高,一般提高幅度为10~20℃。
* h& _' o# k0 X- u$ e3.对热稳定性前影响
4 M. @5 R* J4 g6 P5 `1 C8 R- h 除少数填料如红泥和氧化镁外,填料的加入都会降低树脂的热稳定性,需要加入热稳定剂或加大热稳定剂的用量。
, f; T* i# Z/ w4.对制品表面光泽度的影响% E" k5 g, h9 k0 B
除球状填料外,填料的加入降低了制品的表面光泽性,为此需加入光亮剂和外润滑剂等。2 V# P# F X( b! ^& i5 x- f$ {: F
五、填料之间的协同作用. Q y) r/ ~ P4 y0 ?& r& q
不同品种填料之间一起加入往往具有协同作用,比等量各自单独加入的改性效果好。例如,在PP填充配方中,同样加入25%填料,单独加入25%碳酸钙与加入20%碳酸钙和5%滑石粉两种填充体系比较,协同加入的填充配方拉伸强度和冲击强度比单独加入填充配方分别提高54%和11%。
2 I2 w: \# i8 d( W0 Q& F六、填料的特殊作用1 _+ O7 K5 X( u( A5 Y7 @
填料在降低复合制品成本的同时,可普遍提高其刚性和耐热性。对有些填料而言,还可赋予复合材料以其他特殊性能,不同填料具有的特殊性能见表3-7所示。
- \7 U6 k' N, I0 E# K$ @5 j表3-7 常用填料的改性功能 1 ]/ u' \* F+ P9 s0 n
性 能
- [7 F2 P$ @7 ]& c |
e3 O/ R. m5 N9 d5 o. P填 料 品 种
4 }' {4 _8 Q+ q9 g# ^+ I! u | & G* q7 L4 \# t4 y5 q! y
耐热性8 b; R; \: b& B0 b. A+ p
| % F. s8 s* E1 W! `' e. p
铝矾土(板状)、石棉、硅灰石、碳酸钙、硅酸钙、炭黑、玻璃纤维、高岭土、煅烧陶土、云母及滑石粉等
. F) y/ u& N. C7 Q4 s: L |
7 x' K6 M* E. M耐药品性4 _; i6 A' k2 v6 N0 g
|
) k4 ?& A3 D* P! C铝矾土、石棉、云母、滑石粉、高岭土、玻璃纤维、炭黑、硅灰石、煤粉及石星等) G% B. P) F: @. l
| ; ^* K: K+ m4 f" e% }- N
电绝缘性
0 M9 x/ T9 Y4 a9 Y6 s1 n; M: }( n |
# ^) ^& V% `' K8 {7 q氢氧化铝微粉、石棉、硅灰石、煅烧高岭土、a-纤维素、棉纤维、玻璃纤维、云母、二氧化硅(无定形)、滑石粉及本粉等8 o+ p5 L$ i2 x; ~, m- J
| $ h* N4 L, T& G- B0 S. L% w1 p1 m
抗冲击性
3 J g2 q- `& m) T" c: a* d9 l | 0 J- c4 X9 C8 X" v! C- o
石棺、纤维素、棉纤维、中空玻璃微珠及黄麻纤维等
4 \$ n C4 e2 E9 v |
0 n$ G6 d2 x! ^9 ]: J6 b7 P, p润滑性+ @6 Y. r5 ^$ d g M
导热性' v* Z1 ]- K" G
|
+ N9 d7 t! e6 A3 B* ^$ {石星、滑石粉、用泥、盐泥及二硫化钼等! g4 m( o. m) L9 \
炭黑、石墨、碳纤维、铝粉、硫酸钡、硫化铝、氧化铝、氧化铜、氧化镁、氧化铍、青铜粉、铝名纤维、氮化硅、氯化硼、AIN、BN及BeO等
- ^4 e2 E/ _3 r4 `, Z, ~ | 1 Z) I# [8 x8 T- t' g
导电性9 _: Q- s; N; k8 [6 x1 Y1 s
| ' O" Z2 S, ?! J G0 m1 J
炭黑、石墨、碳纤维、金属粉及纤维、镀金属纤维、SnO2及ZnO等
1 a @/ Y6 h9 R- d: j0 D7 {4 [ |
. f. m9 g% R! ^* U2 |. \) B电磁性2 a8 _5 U1 y$ H2 ^4 V
| 1 U( n2 R5 J. s* T: B" p+ @2 D2 ~
钡铁氧体、锶铁氧体、修钴类稀土(Sm-Co)、钕铁硼(Nd-Fe-B)、钐铁氮类(SmPeN)及镍钴类(ALNiFe和AL-Ni-Co-Fe)等! u) t. K1 O" S( h: w6 r& Y3 l, P! H* g
|
0 q+ R& k( h$ J) r0 P/ o压电性
6 ^8 }) |6 ` s) @) ^ N) }: ^4 J |
8 p) c/ f2 B! p g# R j' X, O钛酸钡、钛锆酸铅(PTZ)、钛锆酸钡、碳化锌及水晶等
6 l+ j& g) L. {! O$ c( m |
/ \; X1 Q, S" V8 Z9 _' N抗振性" C) y6 I# v1 L" `
|
% g/ d" R. |$ K( I( a$ X' A云母、石墨、钛酸钾、硬硅钙石、碳纤维及铁酸盐等
% `+ Q3 b* y* | X3 ~ [2 R$ ]- Z | 3 m# J: |: a9 d* B6 R
隔音性
k: p/ ?9 ^; k3 E8 n | " g4 ?$ {2 W" w+ r$ \+ n
硫酸钡、硫酸钾、铁粉、铅粉、氧化铁及中空微珠等
6 A- f6 S% Q h" Y |
6 r; K7 X% F* O$ L- A' ?! Q( I- K, ~* T3 L. U" P) s: V
o3 E W2 o7 y8 r* d
* i9 {. H: g: d3 V# G
2 h. W5 A' W* @9 t5 l- U
/ o( N: @0 k$ l* E. e4 V6 V5 B, a; V
& T0 ~- o( Z, o/ m3 L性 能
- O4 u# i' [% g( w |
2 C7 L, Y( G1 n& N' `5 ]$ m' C填 料 品 种
$ O: l. D5 W, f9 B2 o7 S |
5 C5 f( t, ?5 c; A- L! f+ P$ j隔热性
" f. x+ f& \+ c! v- j- Y8 E( P |
0 }/ _1 T [5 F! @玻璃中空微珠、硅石中空微珠及石英中空微珠等6 h+ J. x% [7 b* C0 y
| 5 E5 C' z" n7 `& @
光散性和反射. q7 h4 q2 V( ?3 O
| % O3 @9 Y+ M8 k) k+ [
中空玻璃微珠、氧化钛、碳化钙及铝粉等
& g+ S" l9 @+ W( k8 W | ' U; v1 e+ ^ {9 F
阻燃性
! P A' B5 a' W) x8 X | " ^( i8 h! |& r1 N3 B% W& |
三氧化二锑、氧化钼、氧化铜、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌及水滑石等
' u h+ O( D% P% o, V4 r- m/ I2 F |
+ ~) e3 D; x0 G; B6 k8 X/ Y脱臭性" |! J: z/ D5 g* r4 r
|
8 M3 r5 |( _ ?' V8 m# r# a活性白土、沸石等
: I2 p9 B2 L* C( j* r2 n | 2 k* V/ p/ l' J
防辐射
: B [& {8 g: z- K( I& B( L" b# _' N |
3 o5 I, U$ a( e3 M: v2 ^% ^+ y9 S铅粉、铝粉、硫酸钡、炭化铅、碳化硼、无水硼酸、碳酸锂及氧化锡等2 F* F# n) p% g3 t
| ; \- o: Z7 u4 F: i6 e: v
吸湿性
9 n4 I$ b) T$ M. }1 k1 ?% R | " P+ G r8 Q8 v( t4 _' f ?+ ]# v
氧化钙和氧化镁等7 a7 ^/ A0 b3 S f$ i. z: S
|
8 v7 ?! y, V: t0 M) o7 y: t灭菌性
; j( {# _0 o( r: P0 L2 o | ) h" p, J# u$ e V" a
银、铜、锌等金属离子及其氧化物等
) T; u3 X- o* R& i& p | 6 Z2 n& [/ S4 g& o* j: D0 @" ^
消光性" O7 l% G4 o$ T' [* `4 f
| 2 D, u) i! Z1 H" S
常用无定形二氧化硅,此外滑石粉、云母等
- _! M# j* R! t6 y4 \9 J1 V& O | 2 y0 q `+ H1 M/ f, h! |& s1 V; e
致重性
& X6 N2 n! w/ V1 y( W7 h+ A | ) B% I6 v0 N7 E
金属及其化合物、硫酸钡等. H+ E9 a) ?6 F; w0 _1 k W9 p
| ( ~" g( A8 b2 K7 G) P- o
致轻性
; h' D7 w* D% E, `, {5 }% v5 ?7 b, e1 F | ' T8 o9 X# T) L7 c; s, H
硅藻土、木粉等有机填料& h$ n% i9 o9 z( {
| ( |1 ~9 m* O6 O$ n: h/ a
$ _4 |( ` J9 `4 W3 e# [
七、天然有机纤维填充塑料制品的配方设计5 Y3 z) {5 @( X9 _9 Z
由于有机天然纤维的主要成份为纤维素,具有良好的可生物降解性能,用其填充的塑料制品具有绿色环境保护功能。主要应用在建材、家具、包装材料、装饰材料、一次性用品等,特别是近年来发达国家从防止动植物病虫害传播角度考虑,禁止用木材作为包装材料,使用有机天然纤维填充制成的仿木塑料制品市场越来越大。
4 k4 b; G2 N& B& o' { 在日本、韩国用欧洲,用天然纤维与树脂复合材料代替木材已取得成功,并用于建筑、家具用包装材料等。我国的起步较晚,目前发展较慢,但已有小规模生产厂家。
/ M9 w! {6 w0 \) G( @ 具体设计天然纤维与树脂的复合配方原则如下。
4 Z0 J; T0 L# R0 S7 H& ~① 适量的树脂,主要为PP、HDEP、LDPE及PVC等通用树脂。9 S5 i' n* E( W8 y& H
② 大量干燥处理的天然纤维。7 Z6 ?& q3 M; W) g- A$ G( c6 p. O
③ 加入1%左右偶联剂或相容剂。如与PE复合,需加入马来酸酐接枝PE;如与PP复合,需加入马来酸酐接枝PP。
& w7 ?( x! E! v$ \: @④ 少量加工流动助剂如硬脂酸等。6 m: M- Z$ M1 {. d# D+ s4 ?( D: P
⑤ 适量(6份左右)的改性剂如EAA和EVA等。* y$ ^* i4 p- K$ {- L2 i. h, \
$ e, Z j8 H( \9 ~( j3 r ( L) L4 d) C: c! X4 S2 q! g: P
9 M3 P% q I( f( `: G1 G第四节 各类树脂的填充改性实例: X4 u! x& N: u& j2 |4 Q2 \
, T3 R" K1 `, x; U
一、 聚丙烯填充配方实例
9 H( F. I( n6 a& c. P) V聚丙烯(PP)是常用的填充树脂品种,填充的主要目的为降低制品的成本。此外,提高制品的刚性、耐热性和尺寸稳定性,也是重要的考虑因素。特别是近年来随着填充技术的不断发展,PP填充制品的改性成分越来越大,在降低制品成本的同时,同时提高其拉伸强度和冲击强度的填充制品已很成熟。随着木材资源的越来越贫乏,以塑代木塑料制品在建材、家具、装饰、包装等方面需求量越来越大,以PP为树脂填充有机填料的仿木制品正在兴起。
3 X' A: r/ I s7 W在有些PP制品中,加入填料很有必要性。如PP打包带制品,加入碳酸钙可提高制品刚性,以满足机器打包的需要。再如,在PP的发泡配方中,加入滑石粉可提高发泡体系的黏度,降低破泡率,并有利于泡孔均匀。3 h Q) o/ ]1 y- o0 T& o
由于PP与大多数填料的相容性不好,填料与PP复合前需要进行表面处理。1 `' ?) V4 F M+ p
PP常用的填料有碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、高岭土、木粉、纸粉、麻纤维及农作物杆壳粉等。
( p& J! j. D4 F' _: e3 y G/ r) G7 @PP填充配方实例如下:
9 F, k+ k* V7 n3 u1. 仿木PP制品2 R/ k& T; ?6 @' t
PP 50
( {' a+ d' g6 S4 z9 x1 _; [ 水粉(200目以上) 50/ C- r; V$ s8 n
马来酸酐接枝PP 6
O u+ B0 ?; l5 \ x! t加工条件:在200℃挤出造粒,再挤出片材。8 W) F& B8 ?4 ~& F) U. k; a1 `
相关性能:拉伸强度36.8MPa;弹性模量1538.6 MPa;伸长拉率8.5%;悬臂梁冲击强度57.82J/m。
& E. R: N" _3 M' r2. PP塑料窗扇
# f8 C; v! G' d+ ^: y2 ? PP 50
0 E. ~ |1 Z5 m2 e1 u" G9 w 本粉 45
3 o$ s. k; ^* D/ y ZnSt 3~4( s+ O5 |; w. _; D
炭黑 1~2
0 p8 V! G8 C# G# U 抗氧剂1010 0.25
! n z- Y7 o8 _8 J 抗氧剂DLTP 0.25
6 S' d3 K; U! J+ H2 V& @/ a相关性能:相对密度0.9985;收缩率0.2%~0.4%;拉伸强度16.3~22.76 Mpa;弯曲强度34.5~48.0 Mpa;冲击强度常温11.6~12.1kJ/m;0℃ 9.8 kJ/m;-5℃ 9.2 kJ/m。
+ t+ i4 y% d* x! b( f1 N3. 木粉填充PP 0 n. r0 K6 R5 t$ e! |3 \
PP 92.5%
* S1 t/ M7 g6 X/ ?: p木粉(用17.5%NaOH溶液处理,40~60μm) 7.5%
, |3 h* [7 c8 Y# v2 [: A相关性能: 0 j$ l" [% C4 B u, d6 j7 C5 d4 R3 g0 }
PP PP+水粉
' h1 [; H3 W; L3 T# o拉伸强度/Mpa 29.2 27.9
5 \- x: B; {6 {/ y6 v伸长率/% 397 498
! {7 v( g# m' q4 w8 v. A/ q简支梁缺口冲击强度(23℃)/(kJ/m²) 4.33 6.313 _1 w6 j6 s0 _+ Z; X
弯曲强度/ Mpa 56.3 60.6
2 \8 m; T7 D% g) e7 p. L E+ P7 L9 E. i. `5 r' A
$ V* _3 L% d' W% U+ q" g" Z
- c% S3 X) i! J' f9 Z1 E4 K! A3 p) ?
4. 几种天然纤维仿木制品配方及性能
1 G" L( V6 }! H, S W具体配方为树脂+50%天然纤维+5%马来酸酐接枝树脂,其性能见表3-8所示。
, t3 U( e- f/ \9 B/ l表3-8 几种用天然纤维制成仿木塑料的性能
' Z/ }: x X) f* A1 f" R基体树脂. u) I6 Y5 C. @
|
* c9 Z5 g: y( r8 I* j9 V( k相对密度
* Y A- Y- }$ [2 ` | 4 {9 N* E/ ^+ o, w
拉伸强度/Mpa $ n; y1 E0 w' Z; V' c
|
" M2 d% u4 ^4 a$ x% B6 B* c$ v弯曲强度/Mpa
* D! e' [$ h6 [/ G; R! {# r |
J, Q7 l" L9 H! s. S弯曲模量/G pa
; y( }) ?; r0 G |
+ E5 o: m6 r e3 E( i; v冲击强度/kJ/m²
7 V G8 m9 [0 i; X: D | # q, U: f Q9 w I" h, D
HDPE
$ S: O* b7 Z% T1 R& D( NPP! [% ^1 v( V" t' J
PVC
3 U. h" e' a/ T; ~5 r |
$ x2 z! N5 X5 _' G* H1.15$ j3 v; \, c* l4 P' K
1.05
+ u. b9 g$ B7 u" f& b5 g1.382 m6 u6 x# i1 |6 @! O( u/ c, ^8 A& u
|
% S- B1 U3 k" A/ [( R/ A1 l11.866 X5 i4 x5 r$ j9 d2 x
15.15
% u" z0 T0 b) m3 |% d0 W, o3 O32.95. l) L* n6 X3 [6 P& g
| 3 ~6 Y* l7 B- w6 ~: E
20.73+ P& c& _2 j' n* D$ @
26.77
" N. g4 V/ i9 z7 o74.15& F: n: X5 i! [6 I8 V
|
4 t% ]3 r- F0 @8 Y2 ?' g6 h; R1.11
: e! @3 D% p* O6 P1.703 s# e' u9 p7 Q
2.684 v+ o2 p# ]. A) a4 E( H, {
|
: s5 q1 B* T- x) Q4 J: U4 L3.58
' R% b& w- |7 U2 C7.86
$ T4 W2 L/ ~0 b* T4.13
. n: V7 H! ]: f" ]& `" _) D+ J |
5 [8 x# ?0 H0 R4 d. }5. PP/云母填充塑料9 _6 h! Q; ]8 \/ E% m1 j1 [) I2 W" w
PP 1004 v* p5 U: i/ p$ P# b, t3 W) u* X9 E
0.9%钛酸酯偶联剂处理的云母(500目) 10
9 R& d+ z) c0 p. w' U相容剂PP-g-MAH 10
8 b1 ]- V3 Z; O3 l* ^6 t相关性能:拉伸强度32.1Mpa,冲击强度6.4kJ/m²。
' G) H: p) u* w$ X6. 碳酸钙填充PP打包带- Q! n' N/ o/ _: |
PP 100$ ~$ f; M* |% k# y( j# }
APP母料 20' t) d9 ]+ I8 z& M7 L( R s
硬脂酸钙 0.2+ u- N/ w9 u3 n. z& ^
亚磷酸三苯酯 0.2/ B& V q! k' P+ k- l9 j
白油 0.2
2 r* t: Y% b% E/ x& C: J7. PP/PP/高岭土清充配方
3 `# [! |" h% O( OPP 69%
: D9 `8 r( \1 a: T' T' S高岭土 30%
* Q* Z8 ^* e7 sNDZ-401偶联剂 1%
, [( Z6 S( c& U+ Y/ E; v1 I8. PP/滑石粉填充配方
" y* }0 ^4 J D: i8 a. h EPP 68.5%/ W- |7 v- z" @ |# q# p! |
滑石粉 30%
; k% B4 U6 _$ P* [ZnSt 0.5%
1 S- i9 B6 Q) a8 E0 I" Z+ ]8 p白油 0.5%
' {6 u: ^: j7 ?/ ^0 q( oPE蜡 0.5%: F9 I6 x9 ?3 V0 T
9. PP/碳酸钙/滑石粉复合填充配方
0 I' h) }$ q! r* J6 |PP 100
# G$ I B% H! b+ P- ^8 Z" {滑石粉 208 V+ a7 [) V4 w: y* Y8 g6 q
碳酸钙 5
: d ` F) R7 K) D9 s$ s& b相关性能:拉伸强度38.8Mpa,冲击强度4.6kJ/m²。1 a! t$ m3 J( G+ b
10. PP/云母/玻璃纤维复合填充配方# @, H# L: Y( H8 J* {
PP 1007 a3 N8 ? o" K4 A p7 M) p9 S5 _
云母 25 d8 @9 x2 H3 B5 X3 H
玻璃纤维 15
: R$ }! v% h% F$ u5 R, d, h. J相关性能:拉伸强度58.8Mpa,冲击强度5.82kJ/m²。 |
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