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淺談無機填料,有機聚合物和偶聯劑三者的的親密關系

來源:廣州宏武材料科技有限公司     發布時間:2020-06-03瀏覽量:

      在工業上廣泛可見這樣的應用場景,將無機粉體材料添加/填充到有機材料基體中,或起到降低成本,或起到增強有機材料原有“體質”的作用,或起到賦予有機材料新的技能的用途,如增強增韌、耐磨、導電、導熱、隔熱、耐高溫、吸波、阻燃、抗輻射等。。。。。。

      如氧化鋁、氮化硼可作為塑料填料,使塑料具有良好的導熱性能而且同時具有電絕緣性能;碳化硅晶須和顆粒可作為塑料填料,提高塑料制品的強度韌性和耐磨性等;將納米銫鎢青銅漿料添加到丙烯酸乳液中涂布薄膜,就可以獲得具有優異透明隔熱性能的功能薄膜,所得隔熱薄膜是一種環保高隔熱薄膜,可以應用于建筑節能改造以及充當汽車貼膜。金紅石型二氧化鈦作為塑料填料可增大光的反射率,起到光屏蔽劑的作用;碳納米管具有優異的機械強度、導電、導熱性能,加入到橡膠、塑料、樹脂、陶瓷等制品中可提高其耐高溫、耐高壓、機械強度等性能。

      然而,無機粉體材料一般是極性或強極性的親水礦物,與具有非極性的疏水的的表面的有機聚合物基體相容性差,如果直接將兩者混合那么在后續成型加工過程中,由于基體的冷卻收縮率大于無機填料,基體與填料的界面容易發生脫離,形成環隙或縫隙。其結果是,無機填料不僅沒有補強效果,反而由于材料的內部形成微孔而使其力學性能下降。對填料采取適當的表面處理,可以增強填料與基材的界面強度,發揮出復合材料的最大優勢。可用于填料表面處理劑有很多種,例如偶聯劑、高分子表面活性劑、有機高分子等。


在填充體系中使用量最多的“偶聯劑”有如下幾種:

1、硅烷偶聯劑 
      硅烷偶聯劑其分子結構為:R-Si-X3,其中心原子是硅(Si),式中R為疏水基,如乙烯基、環氧基、氨基、甲基丙烯酸酯、硫酸基等;X是能水解的親無機集團,如烷氧基,甲氧基,乙氧基及氯等。硅烷偶聯劑在國內有KH550,KH560,KH570,KH792,DL602,DL171這幾種型號。其添加量一般為填料的1%左右。 硅烷偶聯劑可用于許多無機填料。

2、鈦酸酯偶聯劑 
      根據鈦酸酯偶聯劑結構的不同,可大致將其可分為四類:單烷氧基型、單烷氧基焦磷酸酯型、整合型和配位體型。鈦酸酯的用量通常為填料用量的0。5%。 鈦酸酯偶聯劑適用范圍廣,在熱塑性塑料、熱固性塑料及橡膠等填料體系中都具有較好的偶聯效果。

3、鋁酸脂偶聯劑 

      鋁酸酯偶聯劑具有色淺、無毒、適用方便等特點,熱穩定優于鈦酸酯偶聯劑,價格僅為鈦酸酯偶聯劑的一半。鋁酸酯偶聯劑與鈦酸酯偶聯劑一樣,對體系填充量增加有益,可有效降低填充體系的粘度,改善樹脂的加工性能。 鋁酸脂偶聯劑的用量一般為填充體系中所用填料質量的0.3~1.0%,對于注射或擠出聚乙烯硬制品,用量為填料的1.0%左右。其他工藝制品、軟制品及發泡制品,用填料量的0.3-0.5%。使用高比表面的填料,如氫氧化鋁、氫氧化鎂、白炭黑等可用1.0%--1.3%。 


4、鋯類偶聯劑。
      鋯類偶聯劑是含鋁酸鋯的低分子量的無機聚合物。它不僅可以促進不同物質之間的粘合,而且可以改善復合材料體系的性能,特別是流變性能。該類偶聯劑既適用于多種熱固性樹脂,也適用于多種熱塑性樹脂。


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