無機填料填充聚丙烯體系的研究

摘 要：在無機填料填充聚丙烯體系中，存在了很多的無機物質，例如CaCO3、K4O4Ti、BaSO4、云母粉等物質，為了使人們對這一體系更好的了解，文章重點討論了這些物質在該體系中的作用。根據實驗表明，CaCO3的使用提高了聚丙烯的耐熱性，K4O4Ti對聚丙烯的沖擊強度作用最小，BaSO4對聚丙烯光澤度的作用最低，云母粉對聚丙烯光澤的影響最大。

關鍵詞：無機填料；聚丙烯；體系；研究

引言

在當前階段中，社會中使用塑料品越來越多，而聚丙烯就是其中之一。聚丙烯由于生產原料豐富，操作工藝較為簡易，并且，與另其他塑料相比，其成本價格比較低廉，具有更高的綜合性能，在加上其沒有毒性以及較大的氣味，因此，在當前階段中被廣泛的應用，尤其是在汽車、電子等高端的行業中。而隨著聚丙烯的使用，其具有耐老化等缺點也逐漸的體現出來，這時就加入了無機填料來增加其性能，因此，在當前階段，為了使聚丙烯更好的發展，加強對無機填料填充聚丙烯體系進行研究成為了一項重要內容。

1 實驗部分

1.1 原材料

在實驗進行之前，首先就要對實驗的材料進行選取。在選擇聚丙烯時，我們使用的是湖北邦盛化工有限公司生產的聚丙烯；在選擇CaCO3時，選取了兩種類型的產品，一種為河南新密生產的輕質CaCO3，易溶于水，另一種為四川新都生產的重質CaCO3，這種類型的CaCO3幾乎不溶于水；在選擇K4O4Ti時，使用的是江蘇金壇程恩化工有限公司生產的K4O4Ti；在選擇BaSO4時，我們選擇的是山東天昊射線防護工程有限公司生產的BaSO4；選擇云母粉時，選擇的是深圳市海揚粉體科技有限公司生產的云母粉。

1.2 實驗

在實驗的過程中，將樣品按照一定的比例混合到一起，將其加入到混合機中，將溫度設定到190～230℃，轉速120r/min，高速攪拌3min后將機器停止，使用雙螺桿擠出機將混合物擠出；在進行聚丙烯沖擊強度試驗時，首先需要將樣品沖擊出一定的缺口，這時使用的是美國生產的ASN型沖擊試驗機銑，使用的試條為上海紀威生產的CWI-160型注射機[1]。

1.3 實驗測試

在對聚丙烯沖擊強度進行測試時，使用的是國家相關的標準，利用美國ATLAS-BPI生產的儀器；在進行光澤度測試時，使用的是英國PHOPOINT公司生產的儀器，對樣品進行60°角照射；在對聚乙烯進行耐熱性實驗時，使用的是示差掃描量法，使用的設備為美國珀金埃爾默股份有限公司生產的儀器，在儀器中沖入氮氣，設定升溫速率為10℃/min[2]。

2 結果與討論

2.1 無機填料對體系沖擊性能的影響

將配合好的20分樣品材料加入到聚丙烯中，在進行測試中我們就可以發現，無機物的加入對沖擊強度的影響不是很明顯，但是從交聯彈性體體系方面來看，又有較為明顯的影響。具體數據如表1所示。

從上表中我們就可以發現，在聚丙烯中加入了無機填料后，對其具有的沖擊強度影響的不是很大，相對來說，輕質CaCO3對其影響最小，而且是降低了聚丙烯的沖擊強度，同時BaSO4也有這一特點；其余的兩種樣品材料影響較大，都使聚丙烯的沖擊強度得到了一定的加強。并且在隨著無機填料樣品的增加，聚丙烯的沖擊強度也在逐漸的下降，增加的比例越多，其下降的速度就越慢。無機填料對該體系沖擊強度的影響因素有很多，例如無機填料的結構、粒徑等，根據不同的需求來選擇不同的材料能使聚丙烯的作用更能滿足沖擊強度的需求[3]。

2.2 無機填料對體系耐熱性的影響

在聚丙烯中加入無機填料后，最大的優點就是提高了聚丙烯的耐熱性，因此，我們就將每種無機填料與聚丙烯按照1：4的比例進行調配，通過融化的過程對其進行了分析，得到了每種無機填料的示差掃描量圖像。根據圖像我們可以發現，在初始吸熱量中，K4O4Ti的溫度最低，其溫度為145.15℃，輕質CaCO3的溫度最高，其溫度為151.86℃，另外兩種樣品的初始吸熱溫度基本相同，差距不是很明顯，都在148℃左右。從聚丙烯的融化峰值角度來看的話，就會發現，其峰值比較接近，輕質CaCO3的峰值略高一些，而另外4種樣品的峰值基本基本一致。通過對并丙烯中加入的各種填料對比可以發現，加入輕質CaCO3的聚丙烯不論是初始吸熱溫度的角度，還是融化峰值的角度，提高的幅度都很明顯，另外4種材料提升的幅度不是很明顯，因此，就可以說，輕質CaCO3對聚丙烯耐熱性的影響較大，而另外4種材料的影響較小，并且影響的效果相差不明顯[4]。

2.3 無機填料對體系光澤度的影響

隨著社會當中塑料用品的使用逐漸的增加，在這種情況下，對材料光澤的要求就不斷的提高，因此，就進行了無機填料對聚丙烯光澤的影響。而在實驗中表明，所有的填料都對光澤就有一定的影響，詳情如表2所示。

根據上表可以發現，在5種無機填料中，云母粉對聚丙烯的光澤影響較大一些，其余4種材料對聚丙烯的光澤影響相差不多，其中BaSO4的影響效果較小一些，導致這種現象的產生主要是BaSO4具有球狀的特殊結構，在光照射到聚丙烯表面后，球狀結構能夠更好地將光進行反射，因此，BaSO4對聚丙烯的光澤影響不是很大[5]。

3 結束語

通過本次實驗我們可以發現，在聚丙烯中加入了無機物質后，就會對其抗沖擊性進行一定的影響，使其抗沖擊的能力有所降低，其中輕質CaCO3對其產生的作用最小，K4O4Ti產生的作用最大；在對光澤影響的實驗中，云母粉對聚丙烯的影響較大一些，其余4種材料對聚丙烯的影響基本相差不多，而BaSO4對聚丙烯的影響相對較小一些；在耐熱性的實驗中可以發現，大部分的無機物對聚丙烯的影響基本一致，無較大的影響，只有輕質CaCO3提高的聚丙烯熔點較大。

參考文獻

[1]張聞達，宋益龍，陳毅，等.高填充無機填料對三嗪系膨脹阻燃聚丙烯性能的影響[J].塑料科技，2014，6（6）：44.

[2]王愛東，于海鷗，楊霄云，等.新.填充聚丙烯的熱氧老化性能研究[J].塑料工業，2013，9（7）：68.

[3]馬拯，劉璐.無機填料的改性及其在復合材料中的應用[J].裝備制造技術，2011，11（6）：169.

[4]黃河，李磊，方偉，等.聚丙烯復合材料研究進展[J].合成材料老化與應用，2016，2（2）：68.

[5]張艷珠，何小芳，戴亞輝，等.無機填料改性聚丙烯結晶性能的研究進展[J].塑料包裝，2012，5（4）：29.