滑石粉作為一種天然的含水硅酸鎂礦物,具有薄片構(gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征,硬度低、化學穩(wěn)定性好,顏色通常為白色或灰白色,具有良好的絕緣性、耐熱性和耐化學腐蝕性。這些特性使其在塑料改性領(lǐng)域,特別是在聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)中的應(yīng)用尤為廣泛。
超細滑石粉在聚丙烯(PP)中的應(yīng)用
在聚丙烯(PP)的改性體系中,加入超細滑石粉能夠顯著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,以及沖擊強度。這是因為滑石粉的薄片結(jié)構(gòu)在塑料中形成一種類似鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu),從而增強了材料的力學性能。
超細滑石粉在PP中還可以起到成核劑的作用,提高聚丙烯的結(jié)晶性,細化晶粒,從而提高聚丙烯的透明性。研究表明,填充20%和40%超細目滑石粉的聚丙烯復(fù)合材料,無論是在室溫還是高溫下,都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。
在汽車工業(yè)中,聚丙烯添加滑石粉主要用于汽車的保險杠和儀表盤,以及風扇罩、加熱器罩、導(dǎo)管、蓄電池防熱板、流體泵件等部件。在飛機工業(yè)中,滑石粉改性的聚丙烯用于冰箱門襯墊、加熱器及真空泵罩、洗滌機攪拌器等部件。此外,在電氣工業(yè)中,滑石粉改性的聚丙烯用于注塑成型各種儀表殼體和電氣元件,在家電工業(yè)中,用于冰箱抽屜、洗衣機滾筒等注塑件。
超細滑石粉在聚氯乙烯(PVC)中的應(yīng)用
在聚氯乙烯(PVC)中,超細滑石粉的應(yīng)用同樣表現(xiàn)出顯著的增強效果。普通粉體填充聚氯乙烯已經(jīng)非常普遍,如制造硬聚氯乙烯管材,填充碳酸鈣量可以達到40%,但這樣做會降低聚氯乙烯的抗張強度和沖擊強度。然而,當添加平均顆粒在5微米(即2000目)的滑石粉,且填充量達到40-45%體積份數(shù)時,材料的屈服強度甚至高于原來的斷裂強度,對聚氯乙烯體系有明顯的增強作用。
對于聚氯乙烯的沖擊強度,添加超細滑石粉后,無缺口沖擊強度在15%重量份內(nèi)基本上不降低,缺口沖擊強度有所降低,但擾曲模量能夠顯著增加。超細滑石粉的加入還可以提高PVC薄膜的不透明度,使其更適合于包裝和防潮應(yīng)用。
滑石粉改性塑料的機理與優(yōu)勢
滑石粉的片狀結(jié)構(gòu)在塑料中不僅能夠起到增強作用,還能夠提高塑料的尺寸穩(wěn)定性。由于塑料在加工和使用過程中容易受到溫度、濕度等因素的影響,容易發(fā)生尺寸變化,而滑石粉的加入可以降低塑料的收縮率,提高尺寸穩(wěn)定性。
此外,滑石粉具有較高的熔點和熱穩(wěn)定性,可以在一定程度上提高塑料的耐熱性。例如,在聚乙烯(PE)中添加滑石粉,可以提高PE的維卡軟化溫度,使其在高溫環(huán)境下仍能保持較好的力學性能和尺寸穩(wěn)定性。
滑石粉還具有成本優(yōu)勢,與其他高性能填料相比,價格相對較低,因此在塑料中添加適量的滑石粉可以降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力。
我國是世界上滑石消費和生產(chǎn)大國,但是滑石的加工及應(yīng)用水平仍較落后,主要還是以陶瓷、造紙等傳統(tǒng)領(lǐng)域為主,附加值較低,隨著近年塑料工業(yè)的發(fā)展,滑石由于其優(yōu)異的物理化學性能越來越多的應(yīng)用于塑料制品中,可以顯著提高塑料制品的尺寸穩(wěn)定性、彎曲模量等性能。
超細滑石粉在聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)中的應(yīng)用研究表明,其能夠顯著提高塑料的力學性能、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。在PP中,滑石粉可以作為補強填充劑和成核劑,提高材料的剛性和透明性;在PVC中,滑石粉能夠顯著提高材料的屈服強度和擾曲模量,同時提高薄膜的不透明度。
隨著納米技術(shù)的發(fā)展,納米滑石粉在塑料改性中的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注,未來其在塑料工業(yè)中的應(yīng)用前景將更加廣闊。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展,滑石粉將在塑料改性領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
(文章來源:微信公眾號滑石粉網(wǎng))