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聚丙烯―用偶联剂处理滑石粉填充塑料的流变性质及分析

时间:2019-12-21 18:48:47  来源:  作者:  浏览量: 3
简介:   黑龙江大学自然科学学报Vl.l8No.4聚丙烯-用偶联剂处理滑石粉填充塑料的流变性质及分析谢刚\黄强\汪成\崔丹\李霞、赵大晔2,陈九顺1(1.黑龙江大学化学化工学院,黑龙江哈尔

  黑龙江大学自然科学学报Vl.l8No.4聚丙烯-用偶联剂处理滑石粉填充塑料的流变性质及分析谢刚\黄强\汪成\崔丹\李霞、赵大晔2,陈九顺1(1.黑龙江大学化学化工学院,黑龙江哈尔滨150081哈尔滨塑料九厂技术室,黑龙江哈尔滨,150076)剂处理后的滑石粉填料,能改善PP的流动性。用娃烷偶联剂与钛酸酯偶联剂复配处理后的滑石粉,与PP共混后能改善PP的流动性,降低其熔体粘度。

  1前言随着科学技术日新月异的发展,人们对聚合物材料提出了日益广泛和苛刻的要求,如既要耐高温、又易于加工成型;既有卓越的韧性、又有较篼的硬度。面对如此众多的要求,单一的聚合物已难以满足要求为了获综合性能理想的聚合物材料,人们除了研究合成新的聚合物品种外,还对已制备的聚合物材料进行各种改性现已采用的聚合物改性方法一般有接技、交联、共混等。填充改性是将无机或有机填料通过机械剪切均匀分散到聚合物当中的一种物理方法。填充改性的目的有两个:一是嬴予聚合物某些特殊功能;二是降低成本。

  单纯的PP树脂是一种较硬的原料,它的熔体粘度大,流动性差,耐低温性、耐巧击性差等,这些缺点都可依靠填充和共混改性得到改善。本实验是偶联剂处理后的滑石粉利用共混方法把它填充到PP树脂中,使其弹性模量增加,熔体粘度降低,实现改性。

  文中研究了改性PP体系中各种偶联剂对流变行为的影响,以确定改性PP的最佳配方。

  2实验2.1试样制备将偶联剂用溶剂稀释,然后均匀地分散到滑石粉填料中,通过烘箱使溶剂挥发,再将烘干后的填料用高速粉碎机粉碎成细粉。然后将偶联剂处理后的滑石粉与PP在开炼机上机械共混,再经挤出机塑化造粒,制成*2x2的柱状粒子。试样的配方组成见表1.表1试样配方的组成(单位:克)试样号树脂(PP)滑石粉(Talc)硅烷偶联剂(KH550)钛酸酯偶联剂(NDZ101)抗氧剂(1010)2.2流变性能测定采用吉林大学科教仪器厂生产的XLY-型毛细管流变仪,毛细管直径为丨长径比为40,人口角为将试样装人一定温度的料筒内压实,恒温lOmin,在选定负荷下,将聚合物熔体由毛细管内挤出,同时记录下熔体的流率。

  3结果与讨论C下5种试样的流动曲线。

  试样熔体双对数坐标流动曲线试样熔体流动曲线由可见,各试样在此剪切速度范围内,与lg〗w呈线性关系,/>值为一定值,但均小于1,说明填充改性PP仍为假塑性流体(见表2)。

  表2试样熔体的n值由表2可知各试样熔体的n值在相同温度下基本相近,均随温度上升而升篼,从变化趋势看,5号样要比其它试样快,说明温度升高,它的流动行为更易改善。

  由可知,当作用于熔体上的剪应力变化时,对应的剪切速率的变化要比剪应力的变化快得多。表现出分子链缠结点被解开,即缠结点浓度下降,流动单元的流动阻力变小,所以熔体粘度变小。

  为温度在190t下试样表观粘度对剪切速率流动曲线。

  由可知,随着剪切速率的增加,熔体的表观粘度降低。当剪切速率一定时,2号样的表观粘度最大,而1号样的表观粘度最小。原因是:1号样是纯树脂组成,在熔融温度下,它是连续的均相液体,因此流动阻力小,粘度小。

  2号样中的滑石粉未经偶联剂处理,加入滑石粉之后,使PP熔体的基本连续性受到破坏,形成多相体系,滑石粉与树脂的润湿性,相容性差,界面结合力弱,因此它在加工条件下呈固体粒子流动,而PP为液体流动,滑石粉表面能很高,摩擦力较大,流动困难,从而使整个体系的粘度变大。

  3号、4号、5号样中的滑石粉都经过偶联剂处理过的,偶联剂分子,一般都会有两部分性质不同的基团,一部分基团与无机物(填料)能很好地结合,另一部分基团能和树脂良好的结合,使两种性质差异很大的材料通过偶联剂分子得到良好的结合,从而提高润湿性,相容性,降低流动阻力和摩擦力,使整个体系粘度下降。但它们要比纯树脂1号样粘度高些。

  5号样曲线接近1号样,原因是其中的滑石粉经硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂复配处理后共混加入到树脂中,两种偶联剂产生了一种“协同效应”,因此使粘度很低,接近于纯树脂的粘度,另外各项力学性能较好,见表3. 4结论4.1PP和填充改性后的PP熔体为假塑性流体。

  4.2偶联剂填充PP改性后使体系粘度下降,其中经硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂复配处理的最有效,经钛酸酯表3试样的力学性能试样号拉伸强度o(MPa)断裂伸长率*A(%)抗冲强度弯曲模量E(MPa)偶联剂处理的次之,经硅烷偶联剂处理的的效果不明显。

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