硅灰石粉表面改性

日期:2014年2月24日 15:06
  今天小编给大家讲解硅灰石的表面改性。硅灰石粉的针状结构使其可用作塑料、橡胶、尼龙等高聚物基复合材料的无机增强填料。但未经表面处理的硅灰石粉与有机高聚物的相容性差,难以在高聚物基料中均匀分散。必须对其进行适当的表面改性,以改善其与高聚物基料的相容性,提高填充增强效果。例如,用硅烷偶联剂处理的硅灰石填充尼龙后,可显著提高材料的拉伸强度、弯曲强度、弹性模量和弯曲模量。表面改性好的硅灰石纤维填充到聚乙烯中,能改善其强度和电绝缘性能;填充聚丙烯,与未改性的硅灰石填料相比,在填充量相同条件下,材料的拉伸强度、弯曲强度等显著提高。   硅灰石粉体的表面改性主要采用化学方法。常用的表面改性剂有硅烷偶联剂、钛酸脂、铝酸脂偶联剂、表面活性剂及甲基丙烯酸甲酯等。   1.硅烷偶联剂改性 是硅灰石粉体常用的表面改性方法之一。一般采用干法改性工艺。偶联剂的用量与要求的覆盖率及粉体的比表面积有关。用氨基硅烷处理硅灰石时,用量一般为硅灰石质量的0.5%~1.5%;甲基丙烯含氧硅烷的用量为硅灰石重量的0.75%左右,这两种改性产品分别填充尼龙6和聚酯代替30%的玻璃纤维可显著提高制品的力学性能。   2.表面活性剂改性 用硅烷偶联剂处理硅灰石,可改善其与聚合物的相容性,增强填充效果,但硅烷偶联剂改性生产成本较高。因此,在某些应用条件下,可用较便宜的表面活性剂,如硬脂酸、季铵盐、聚乙二醇、高级脂肪醇聚氧乙烯醚(非离子型表面活性剂)等对硅灰石粉进行表面处理。这些表面活性剂通过极性基团与颗粒表面的作用下,覆盖于颗粒表面,可增强硅灰石填料的亲油性。   3.有机单体聚合反应改性 有机单体在硅灰石粉体/水悬浮液中的聚合反应试验结果表明,其聚合体可以吸附于颗粒的填料,可降低涂料的的沉降性,增强分散性。目前选择在硅灰石粉体/水悬浮液中进行聚合反应的单体是甲基丙烯酸甲酯。   4.铝酸酯和钛酸脂偶联剂改性 选用适当品种的铝酸酯和钛酸脂偶联剂对硅灰石纤维进行改性,可提高其在树脂中的填充性能,显著提高填充材料的弹性模量、弯曲模量和弯曲强度,并显著改善拉伸强度和冲击强度。

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