云母是一種性能獨特、分布廣泛的造巖礦物,具有原材料豐富、價格低廉、等優點,是一種功能性填料。憑借其獨特的性能,廣泛應用于塑料改性中,填充聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等高分子材料,制備得的復合材料的抗拉強度、抗撕強度、邵氏硬度都有不同程度的提高。本文,就為大家介紹云母在塑料改性中的一些應用特點。
一、云母的簡介
云母指的是天然白云母,是一種具有獨特結構的層狀鋁硅鹽酸礦物,單斜晶系,晶體呈假六方片狀。白云母薄片透明無色,厚片略帶淺綠、黃橙等色,玻璃光澤,解理面呈珍珠光澤,硬度2.5~3.1,比重2.76~3.10g/cm3。利用干法直接粉碎的云母粉徑厚比在50:1~70:1左右;濕法化學沉淀生產的云母粉徑厚比可達80:1 ~120:1。
表格1云母粉主要化學成分%
成分 |
含量% |
SiO2 |
40-50 |
Al2O3 |
20-33 |
Fe2O3 |
2-6 |
K2O |
9-11 |
Na2O |
0.95-1.80 |
MgO |
1.3-2.0 |
S+P |
0.02-0.05 |
H2O |
0.13 |
圖1云母SEM圖
二、云母在塑料改性中的應用
易老化,不耐熱、耐沖擊性差抑制了塑料的應用領域。云母,其獨特優異的性能填充到塑料中,在降低制品的收縮率、曲翹度和彎曲度;提高制品的力學性能、耐熱性、絕緣性和化學穩定性;增加制品表面光澤度;防止塑料老化的同時,也擴大塑料應用領域,提高了云母的附加值。
1.提高力學性能
云母具有較好的增強作用,可提高機械部件、車輛零件、木塑制品、家電外殼、包裝制品、薄膜、拉絲和繩索等塑料產品的物理性能,經過處理的云母,增強效果更加明顯。
表格2不同材料填充的聚丙烯性能
性質 |
無填充PP |
PP+40%滑石 |
PP+40%CaCO3 |
PP+40%未處理云母 |
PP+40處理云母 |
抗拉強度Mpa |
4930 |
4270 |
2770 |
4050 |
6190 |
抗彎強度 Mpa |
4450 |
6420 |
4720 |
6450 |
9320 |
抗彎模量 Gpa |
1.93 |
6.76 |
4.21 |
9.34 |
10.4 |
缺口沖擊強度 |
45 |
45 |
75 |
70 |
65 |
熱變形溫度℃ |
136 |
162 |
183 |
190 |
226 |
硬度(D硬度計) |
68 |
72 |
68 |
68 |
73 |
收縮率(縱),% |
2.0 |
1.2 |
1.4 |
0.8 |
0.8 |
2.降低收縮性
如表格所示,不同礦物填充物填充PA66之后,云母的收縮率最低僅為0.3%,是眾多填充物改善收縮性能最好的。
表3不同材料填充在尼龍66中的性能
3.改善氣密性
云母粉具有優異的薄片狀晶形,有效阻隔面積很大。在塑料加工中,經過壓延、拉伸等作用,云母晶片取向既可在塑料內形成平行取向排列,與氣體、液體的滲透方向相垂直,從而在塑料等材料內形成層層阻隔,使氣體和液體極難穿透。在塑料中加入云母粉后,可以用來生產啤酒瓶、藥物包裝瓶、防潮防滲漏材料以及特種塑料包裝材料。
圖2云母應用于藥物包裝瓶
4.改善光學性能
云母晶片具有反射、散射紅外線和吸收、屏蔽紫外線等功能。在農膜中加入云母粉,可阻隔紅外光向外散失,還能散射紫外光,提高大棚、地膜等保溫效果。在塑料包裝材料中加入片狀結構的云母粉,可屏蔽光輻射。用于藥品、化妝品、食品等產品的包裝,起到屏蔽光輻射的效能,以改善產品儲存效果。
圖3云母應用于地膜
5.改善制品的絕緣性能
云母本身是高性能絕緣材料,具有極高的電阻性。在塑料中添加片徑比大的云母粉,可有效提高其絕緣性,還可改善塑料制品的耐熱性等。
文章來源于中國塑料加工工業協會專家——徐同考,艾邦高分子整理編輯
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