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超細丁苯膠粉/ 聚丙烯/納米碳酸鈣三元復(fù)合材料的性能分析論文
1 納米CaCO3 改性塑料的優(yōu)異性能及應(yīng)用
一般來說，經(jīng)過納米碳酸鈣改良的復(fù)合類型材料，都具有高強度、耐熱、高阻隔、光澤透明的特征，經(jīng)過納米碳酸鈣改良能夠?qū)o機物的穩(wěn)定性與可加工性完美的結(jié)合起來。這種納米級的超細微碳酸鈣粒子含量都比較少，一般都在10wt%以下，通常情況下僅僅占3 ～ 5wt%，但是這種材料的堅固性、強度、耐熱等各種性能與常規(guī)的經(jīng)過礦物填充來增強性能的塑料復(fù)合材料( 填充量30wt%左右甚至更高) 保持相當(dāng)?shù)乃�，因此�?jīng)過納米碳酸鈣改良的復(fù)合材料的比重都很低，并且還能最有效地從根本上降低生產(chǎn)的成本以及制品的重量，運輸更為便利。由于這些納米粒子尺寸普遍都小于能見的波長，經(jīng)過納米碳酸鈣改良的這種塑料類型的復(fù)臺材料具有較高的光澤度和透明度，同時還具有防止老化、抵抗外界紫外線輻照的優(yōu)良功能。這種塑料樹脂能夠與無機類的納米碳酸鈣很好的結(jié)合，并且在某些情況下通過納米效應(yīng)，這種經(jīng)過納米碳酸鈣改性的塑料復(fù)合材料制品表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性和很好的氣體阻隔性以及阻燃自熄滅性能。納米碳酸鈣可以最有效地增加或者調(diào)節(jié)塑料剛強度以及其堅韌性，以及整個材質(zhì)的彎曲強度，可充分地提高樹脂的溶解性與粘接能力，可改善塑料流變性能，從而提高這種制品的尺寸穩(wěn)定性能，提高納米碳酸鈣制品表面的光潔度。在塑料行業(yè)中，我們應(yīng)該使用這種高性能的納米材料填充劑來降低塑料樹脂用量，改善制品的拉伸強度等性能指標(biāo)，納米碳酸鈣能賦予塑料優(yōu)異的性能和具有吸引力的性價比。
由納米碳酸鈣制成的產(chǎn)品具有耐磨、耐腐蝕、有光澤并且光澤度高等一系列優(yōu)點，并且貨物的運輸、產(chǎn)品的安裝、后期的保養(yǎng)都較為方便，除此之外還具有優(yōu)良的抗震性能，具有抵抗輻射、抗老化功能，在食品包裝行業(yè)的市場有著巨大的潛力。納米級碳酸對于改良樹脂類的聚合物有很好的效果，并且還能用來生產(chǎn)高檔的原料，特別是用于生產(chǎn)高檔汽車的專用漆，可以使汽車的光澤提高，從而提高整個汽車的遮蓋力。納米碳酸鈣還可以在樹脂型的油墨中作為一種填料，除了能夠起到一般油墨的填充材料的作用外，還具有穩(wěn)定性好、光澤度高等優(yōu)點。有些發(fā)達國家已經(jīng)使用納米碳酸鈣來對中高檔的塑料制品進行改良，隨著我國建材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實施，對門窗這類制品的要求將大幅度提高，這些門窗、管材等制品對質(zhì)量性能的要求都很高。我們對納米碳酸鈣進行改良，所需要的塑料的需求也在大幅度的增長。預(yù)計到05 年，我國對這種經(jīng)過改良的納米碳酸鈣的需求量將達到5 萬噸。納米碳酸鈣這種經(jīng)過改良的復(fù)合材料還是一種全新的科技含量非常高的材料，這些納米碳酸鈣的微小粒子的特性能夠增強塑料的使用功能，性能和質(zhì)量都非常高。并且這種塑料材質(zhì)還具有更多的一般工程的塑料所不具有的優(yōu)異性能，反而通過塑料來開辟出更為廣泛先進的領(lǐng)域，因此具有很高的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。尤其在發(fā)達國家，納米碳酸鈣在高檔的制品中普遍得到使用。在最近幾年，我國的納米碳酸鈣的含量也呈現(xiàn)出了上漲的趨勢。尤其是在一些資源比較豐富的石油部門，化工產(chǎn)品都在持續(xù)的進行飛漲。這種情況給一些生產(chǎn)部門增添了不少的壓力，尤其是這種橡膠塑料類的材料能夠有效降低成本。對于這種高粉末的處理我們有兩種方法可以使用，一種是干法，另外一種就是濕法。就是把納米碳酸鈣的粉末全部放到機器中去，并且在表面上撒上分散劑進行處理，或者是把分散劑加到碳酸鈣的懸浮液中進行處理。到目前為止，我們只在國外的工業(yè)生產(chǎn)中看到這項處理技術(shù)的應(yīng)用，在我國的發(fā)展還不夠成熟與完善。這些方法所起到的作用都十分微弱，所以用來進行改良，效果都很不理想，所以這種材料應(yīng)該受到限制。在國內(nèi)，更多的橡膠業(yè)和塑料業(yè)采用直接添加微小的碳酸鈣顆粒的方法。碳酸鈣的主要作用是降低制品的成本，但是自從上個世紀(jì)以來，這類有著酸性特征的碳酸鈣在塑料制品中的使用非常廣泛，又由于這些粉料易于進行混煉加工處理，所以要對其進行全面的推廣有一定難度。因此我們要研究納米碳酸鈣的有效的改良技術(shù)，這類材質(zhì)中的聚合物的各種復(fù)合型機制，從而全面有效地推廣并且應(yīng)用好納米碳酸鈣，這些關(guān)鍵性的技術(shù)都具有十分重要的意義和作用。
2 聚丙烯的性能分析
但PP 作為結(jié)構(gòu)材料使用還存在強度低、韌性低、尺寸穩(wěn)定性差和耐熱性不足等弱點聚丙烯具有質(zhì)量輕、價格低廉、加工方便等特點，但是作為結(jié)構(gòu)材料使用具有抵抗沖擊能力差，韌性低，耐老化能力差和尺寸穩(wěn)定性差等缺陷，這些缺點限制了其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。我們可以使用超細丁苯橡膠粉末作為一種增韌劑來全面提高聚丙烯的韌性和剛性，從而在某種程度上有效平衡改性PP 的機械性能。聚丙烯(PP)還是一種綜合性能優(yōu)良并且擁有十分廣泛用途的一種通用的樹脂，這種物質(zhì)的缺點就是溫度低并且韌性差。聚丙烯(PP) 作為通用的塑料之一, 具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、穩(wěn)定性和良好的流變性, 但是同時也存在很多缺點，例如韌性和耐寒性較差，并且還容易受到光、熱等條件的限制，易燃燒。為了克服這些不利的因素給PP 的良好使用帶來的限制。與下文不連貫這種物質(zhì)的原料來源十分豐富，并且價格也相對低廉，與其它通用塑料相比，綜合性能非常好，用途也很廣泛。如材料構(gòu)成的密度小，透明性強還有表面的光澤度非常高，耐熱性和加工性能都不錯。機械性能比如說自如屈服的強度都很高，并且還具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、電絕緣性和易于成型加工等特點，尤其是制成的成品具有無毒無味、光澤性好的特點，因而被廣泛應(yīng)用到很多不同的領(lǐng)域。但PP 有具有收縮率大、低溫、缺口沖擊強度低等缺點。這些都大大限制了PP 的進一步使用和推廣應(yīng)用。在國內(nèi)外對這種 PP 的改良進行了廣泛的研究，并且取得了很多成果。本文通過綜合描述PP 的增韌、強度的改良等研究成果。與下文不連貫彈性體的增韌的改良明顯增加了PP 的韌性，但強度和熱變形溫度卻降低了，剛性體粒子的加入可以從根本上彌補這一缺陷，從而改善這種材料的沖擊力度和拉伸的強度，還可以顯著降低運行的成本，提高經(jīng)濟效益。我們經(jīng)常使用的剛性粒子有碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅和云母。
碳酸鈣是我們研究最多的剛性體粒子之一，常規(guī)使用的碳酸鈣根據(jù)制造方法的不同，可以分為重質(zhì)和輕質(zhì)兩種，前者是石灰石經(jīng)過機械粉碎制成的，后者是采用化學(xué)的方法來進行生產(chǎn)。由于碳酸鈣表面的特性極性強，又不易于分散，易成團，所以目前研究主要集中在表面改性，表面改性方法有表面的接枝等方法。
3 結(jié)語
浙江大學(xué)的陳蘭蘭在對納米碳酸鈣改性PP 的研究中取得了豐碩的成果，把經(jīng)過納米碳酸鈣改良的PP 的拉伸強度提高了l倍，沖擊力和韌性提高3.5 倍。利用這種技術(shù)改性的PP 可用來制作塑料管材。淄博市信息中心報道了選用一種具有特種界面的活化劑，通過優(yōu)化相應(yīng)助劑，將活化的納米CaCO3 粉粒填充改良PP，通過擠出、注射等一系列的工藝將這種材質(zhì)加工成型，當(dāng)然也可以直接擠出，連續(xù)地化解成單片的材料。該改性PP 的復(fù)合材料填充量大，韌性好，并且加工的流動性能好，可應(yīng)用于洗衣機等各種家電的配件。
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