在塑料加工中偶联剂改性粉体填料的应用介绍

   偶联剂对填料的改性,在我国塑料工业中已经历20年,在取得改性效果的同时,也出现一些改性未取得理想效果的反映,经调查分析,塑料改性效果的取得,必须与塑料加工中各个技术环节要有良好的协调配合。现提出我们的看法仅供参考。

   一、

   非金属矿(粉体材料)在塑料工业中的作用在塑料加工中,加入适当的粉体填料,可达到增量降低成本的作用,还能改善或提高塑料制品的物理力学性能、耐磨性能、热学性能、耐老化性能,还能克服塑料不耐低温、低刚硬性、易膨胀性、易蠕变性等缺点。所以,填料既有增量作用,又有改性效果;有些填料具有活性,还能起到补强作用。增量剂可使塑料制品的密度、弹性模量、压缩强度、挠曲强度得到改善,收缩率变小,尺寸稳定性好,减弱了材料的力学性能和温度的依赖关系,降低制品成本;增强剂的作用在于使制品的抗张强度、断裂伸长率、压缩强度、剪切强度、弹性模量、热变形温度提高,缩小制品收缩率,改进其蠕变性,提高弯曲、蠕变模量,降低负荷的粘弹屈服,提高拉伸强度。常用的粉体填充剂,有碳酸钙(轻钙、重钙、胶质碳酸钙)。近年来,塑料工业发展,填充剂也向功能型要求发展,并向超细、超微细发展,对填料的界面改性所成活性碳酸钙,已不适应塑料工业发展的要求,用偶联剂对填料界面改性,已形成广泛的共识。其他填充剂,如滑石粉、云母粉、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、赤泥、粉煤灰、硅藻土、玻璃微珠、硫酸钡(钙)、石英粉、透闪石、氧化铝、硅灰石、炭黑、硅铝炭黑、水镁石等,用于塑料加工已产生积极的效应。非金属矿填料已成为塑料工业不可缺少的原料,随着改性技术的进步,在塑料中使用的非金属矿填料的种类、数量都将迅速扩大,并据其价格低廉、性能独特、改性效果显著的优势,在塑料工业中有着重要的作用。

    二、

   偶联剂改性填料在塑料工业中的应用为了使复合材料达到预期的性能,需对填料表面进行改性,以增强它与基本树脂的相容性和结合力。用偶联剂对填充剂界面改性的作用是:①提高塑料制品质量档次;②提高塑料制品附加值;③促进塑料新产品开发、新技术的应用。七十年代末我国消化吸收国外技术,研究生产硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂,八十年代初形成小规模生产,对我国塑料工业发展起了积极作用。随后,国内又自行研制开发生产了铝酸酯偶联剂、稀土偶联剂等。目前国内偶联剂的类型、品种很多,应用时应对其质量、性能多加研究。偶联剂对填料改性,既有物理变化、又有化学反应,更与塑料加工中其它工艺技术环节相联系,否则改性效果再好,不一定能在终制品上反应出改性效果。

   2.1改性填料与其它工艺技术环节的结合塑料加工是多种技术条件的综合,塑料加工的设计者、操作者应善于将加工中各种技术条件协调、合理地组合(理论与实际相结合),并注意使各个技术环节在加工中相辅相成,而不是相克相销;加工中出现的异常现象或制品质量性能未达到要求,应实事求是地分析,这与原辅材料的质量、规格,配方设计,配混料操作,设备、模具、定型装置以及各种工艺技术参数、工艺条件的设定有关,它们都能影响改性填料的应用效果。因此,塑料改性工作者在提高填料改性质量的同时,也应熟悉掌握塑料加工全过程的工艺技术要求,及时排除影响填料改性效果的各种因素,这样才能使制品达到良好的质量性能。

   2.2不同树脂、不同填料、不同用途应选择不同类型的偶联剂填充剂多数是无机物,必须考虑到它与基体树脂的相容性。有机聚合物分子结构及物理形态和无机物(粉体填料)不相同,两种结构不相同的材料不可能结合在一起,选用具有两性基团的偶联剂,通过化学链或缠绕将填料与树脂紧密牢固地结合起来。