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国内高岭土填充改性塑料技术最新研究进展

时间:2019-03-31 19:25 来源:未知  手机版

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我国高岭土资源非常丰富, 已发现矿点700多处,对200处矿点探明储量为30 亿吨。粤西茂名等地就拥有极为丰富的优质高岭土资源。目前高岭土在国民经济中的陶瓷、造纸、油漆、涂料、橡塑、电缆、耐火材料、纺织、水泥、化工等众多领域得到广泛应用。造纸工业是精制高岭土最大的应用领域,约占高岭土总用量的60%。

 

我国高岭土资源非常丰富,已发现矿点700多处,对200处矿点探明储量为30 亿吨。粤西茂名等地就拥有极为丰富的优质高岭土资源。目前高岭土在国民经济中的陶瓷、造纸、油漆、涂料、橡塑、电缆、耐火材料、纺织、水泥、化工等众多领域得到广泛应用。


造纸工业是精制高岭土最大的应用领域,约占高岭土总用量的60%。高岭土应用于造纸,能够给予纸张良好的覆盖性能和涂布光泽性能,还能增加纸张的白度、不透明度、光滑度及印刷性,可以极大地改善纸张的质量。将高岭土填充入橡胶、塑料中,可提高制品的表面性能、尺寸精度、力学强度、耐磨性、绝缘强度、抗红外性和耐化学腐蚀性等,故高岭土拥有光明的市场发展前景。


相对而言,目前高岭土在塑料填充领域的用量占总产量的比重偏低,塑料成型行业对高岭土填料了解不足,因此有必要对高岭土填充塑料的研究现状进行总结归纳。迄今为止,国内开展的高岭土填充塑料研究工作主要集中在聚氯乙烯PVC 、聚烯烃和尼龙等少数品种。高岭土填充塑料的研发难点主要在于:①对高岭土进行有效的表面改性,使粒子的亲水性表面被有机化合物完全包覆,改善其与大分子基体间的相容性,降低填料加入对体系力学性能,尤其是韧性方面的不利影响;②使高岭土粒子在塑料基体中均匀分散,不发生明显的团聚现象,在保证共混物力学性能满足要求的前提下,尽量提高高岭土的填充量。针对以上技术问题,科研工作者开展了以下研究工作。


1 聚氯乙烯PVC体系
蔡启振使用不同粒径的未改性高岭土填充PVC,发现随高岭土粒径减小,其对电缆料力学性能的不利影响逐渐缓解,但整体性能类似于填充重质碳酸钙。但通过偶联剂处理的低品位高岭土,填充效果明显改善,类似于活性碳酸钙,可用于生产高绝缘PVC电缆料。


郭蓉在高速搅拌机中对高岭土进行表面处理,并将其填充入PVC塑料中。与未改性高岭土/PVC体系相比,改性高岭土与PVC基体间结合力增强,颗粒分散均匀,不易团聚,共混物的断裂伸长率明显提高。


王虎采用硬脂酸、硅烷偶联剂和含硅烷侧基的共聚物,分别对煅烧高岭土进行表面处理。并将改性高岭土与PVC树脂、碳酸钙等助剂共混制备电缆料。实验结果表明,含硅烷侧基的共聚物不仅与高岭土表面顺利偶联,而且共聚物主链与PVC间具有优异的相容性,故其改性效果(体积电阻率、拉伸性能、低温冲击性能)最为突出。


黄国强将高岭土用乙烯基三( -甲氧基乙氧基)硅烷进行表面处理,并与丁腈橡胶NBR一起共混入PVC/CPE体系。活性高岭土和NBR的共同加入,能发挥显著的协同效应,增韧效果明显优于单独混入高岭土或NBR。适量的活性高岭土能够缩短塑化时间,降低熔体粘度,使共混物更易加工成型。


刘志强将改性煅烧剥片高岭土、干法改性煅烧高岭土、湿法改性煅烧高岭土和改性漂白高岭土分别填充入PVC塑料中制成改性料,考察不同高岭土品种对体系力学和电学性能的影响。高岭土经铝钛复合偶联剂处理后,其与PVC大分子间的相容性明显改善。四种高岭土中, 改性煅烧剥片高岭土的改性效果最好。


沈振选用有机胺类或不饱和脂肪酸酯类表面处理剂对高岭土进行改性,并将其填充入PVC/橡胶非硫化体系。测试结果说明,有机胺的处理效果(共混物的100%定伸模量、拉伸强度和断裂伸长率)更加突出。从扫描电子显微镜SEM照片中观察到,表面处理剂能显著改善高岭土颗粒与高分子基体间的相容性和分散性。

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