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滑石粉在塑料填充改性中的应用

   日期:2018-11-01     浏览:227    评论:0    
 一、什么是滑石

 

滑石理想成分的化学式为Mg3[Si4O10](OH)或3MgO•4SiO2•HO, MgO 31.72%,SiO2 63.52%, HO 4.76%。滑石是已知的矿物中最软的品种之一,而且使人有一种润滑感。滑石的莫氏硬度为1,方解石莫氏硬度为3,商品供应的滑石产品较纯滑石硬,是因为含有方解石和透闪石等类矿物杂质所形成的。

 

二、滑石的物理性能

 

未加工的滑石颜色有多种,有白色、灰色、黄色、蓝色、浅绿色、粉红色、褐色等。粉碎后各种滑石都成为一种由灰到白的粉末,并具有不同的固体光泽。

 

由于滑石的特殊构型的片状特性,在树脂中均匀分布后,像水泥制件中加入的金属支撑材料,具有优异的力学性能。被认为是一种增强性材料,这一点与其它颗粒状矿物是不同的。

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三、滑石主要产区

 

目前我国探明的滑石粉主要分布在广西桂林一带、山东栖霞、莱州胶东半岛、辽宁海城地区等。由于矿源不同,滑石的性能结构不同,经过对比应用试验,广西的滑石透明性好,加工性能优异。山东胶州半岛的滑石粉SiO2含量较低,白度好,但透明性差。辽宁海城的滑石粉矿产资源丰富,价格适中,品种较多。但滑石粉的品种很多,矿源不同,加工技术也有差异,在选择滑石粉时一定要根据用途不同,选择不同规格、不同指标的滑石粉。滑石粉中的SiO2含量对滑石粉的性能有影响(见下表)。

 

SiO2含量

价 格 及 性 能

40%以下

价格低廉、白度一般、透明性差、力学性能差

40%~50%

价格较低、白度较好、透明性较差、力学性能一般

50%~55%

价格适中、白度较好、透明性较好、力学性能较好

55%~60%

价格较高、白度好、透明性好、力学性能较好

60%以上

价格高、矿源少、白度非常好、透明性好、力学性能好

 

四、滑石粉在塑料中的作用

 

滑石粉是塑料填充改性重要的无机材料,目前在国内外已广泛用于聚丙烯改性,主要用作生产汽车零部件、前后保险杠、仪表盘面板、内装饰面板等;还用于家电工业,如洗衣机零部件、空调零部件、电视后壳、电加热器外壳及各种日用家电外壳等。

 

滑石的价格低廉,适于做增量剂,同时滑石的片状构型或纵横比(颗粒的平均直径与其厚度之比)高又使之适于作为增强剂(提高复合物的机械特性)。用于塑料方面的商品滑石是薄片构型的细粉碎产品。

滑石粉在塑料中广泛应用,其特点如下:

 

①粒度及形状  用作填料的大多数滑石产品是很细的。滑石的结晶形状可为片状(层状)、叶状(阔叶状)、针状或块状。我国生产的滑石颗粒形状大多呈片状结构。片状颗粒的平均直径与其厚度之比称为纵横比,它是衡量滑石的一项重要指标。

 

②表面性质 滑石随其来源不同而呈现不同的表面性质。产品细度影响比表面积和吸油率。影响这些性质的其它因素有表面粗糙度、颗粒形状以及孔隙体积。一般来说,由于滑石的片状构型,使滑石具有很大的比表面积。

 

③电性和热性质  滑石是电的非导体,可应用于生产高频电绝缘材料。滑石加热到900℃的高温仍稳定。滑石导热性低而且对热冲击性高。在加热条件下,滑石失去一部分结构水而不改变其光学或结晶性质。当温度超过800℃,滑石失去其结合的结晶水并通过吸热反应分解为顽辉石。

 

④光学性质 纯滑石有三个折射率,分别是X=1.539,Y=1.589,Z=1.589,它具有小而可变的光轴角。所以当滑石用于农用大棚膜中,可改变太阳光的照射方向,将直射光转换成散射光,提高薄膜的保温效果。

 

熔融复合技术介绍: 采用片状构型滑石填充的聚合物,不论在室温还是高温下,都比以颗粒状填料(如碳酸钙)填充的聚合物表现出较高的刚度和抗蠕变性。为了最大限度提高上述性能,实际上应用了专门的熔融复合技术以把大量填充的滑石掺入聚合物中。微细滑石颗粒的专门复合需要施用全部的特殊熔融复合作用(涂擦、弯折、拉伸、涂抹、压、剪切),以使得滑石颗粒被熔融聚合物充分润湿以及实现滑石颗粒的高度分散,因而形成一个均匀的复合材料。为此,必须使用间歇或连续熔融混合装置来生产分散有填料的树脂粒状料。这种填充的预混料随后可经注射、模塑或挤出设备加工制成最终的产品。



 
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