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硫酸钙晶须在塑料行业应用技术资料

硫酸钙晶须在塑料行业应用技术资料

发布日期:2017-06-21 作者:dal 点击:

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硫酸钙晶须是纤维状单晶体,具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、抗腐蚀、易于表面处理、易与聚合物如橡胶、塑料复合、无毒、价廉等诸多优良的理化性能,作为增韧补强材料,可广泛用于橡胶、塑料、胶粘剂等行业和领域,并且是所有晶须产品中价格最优,质量很好的新型晶须材料。介绍以下几种参考文献配方:

 

CaSO4晶须在PPS改性中的应用试验
PPS(聚苯硫醚)是一种新型高性能热塑性树脂,具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点,在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。但PPS尚有脆性大、韧性差、耐冲击强度低之不足,需要改性提高。
硫酸钙晶须(CSW)以其均匀的结构、完整的外形、稳定的尺寸和耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、摩擦性能好、易于进行表面处理、与橡胶塑料等聚合物的亲和力强等优点,用于高分子材料(如PPS)改性,其增强、增韧、耐温、阻燃、耐磨、耐油等作用均有明显提高,尤其是经KH-550表面处理过的硫酸钙晶须(KCSW),其提高效果明显。
(1)试验方法:
①仪器与设备:(a)高温机,SHR-10A;(b)双螺杆挤出机,RC-400P;(c)注塑机,SM90型;(d)电子式悬臂梁冲击机试验机,XC-220;(e)电子万能试验机,CMT 4254型;(f)差示扫描量热仪(DSC)。
②物料:(a)PPS;(b)硫酸钙晶须(CSW);(c)经KH-550表面处理过的硫酸钙晶须(KCSW);(d)玻璃纤维(GF);
③投料比:(a)PPS 88份;(b)CSW(或KCSW)12份;(c)GF 67份。
④制备工艺:
(a)CSW(或KCSW12g和PPS 88g加入训速混合机中,搅拌5分钟,得到CSW(KCSW)与PPS的混合物。
(b)混合物在双螺杆挤出机中挤出粒:熔体温度300℃,熔体压力1.9mPa。
(c)粒状混合物在注塑机中注射成型:注塑温度315、325、300、251℃;注塑压力350mPa;模具温度95℃。
⑤力学性能测试:
条状试样的拉伸强度、弯曲强度经悬臂梁冲击试验机和万能试验机进行测试。
⑥熔融温度、结晶度、结晶温度、结晶速度,经DSC(差示扫描量热仪)进行测试。熔融曲线以20℃/分升温、结晶曲线以20℃/分降温条件下进行测试。
备注:4至6的操作用KCSW 12份、PPS 88份、GF 67份,按同样条件作出了一次。
(2)CaSO4晶须对PPS 的改性效果:
①长径比20~150的硫酸钙晶须经KH-550表面处理后,能有效提高PPS的力学性能和结晶性能。硫酸钙晶须的最佳用量为PPS重量的12%(10~15%)。
②在制备CaSO4/PPS复合材料中,引入其重量40%的玻璃纤维(GF),得到PPS/ CaSO4晶须/GF复合力学性能,在PPS/ CaSO4晶须基础上能进一步提高。

   

再介绍以下几种参考文献配方:
例1:硫酸钙晶须在聚酰亚胺塑料中的应用
    配方:由PI模塑料(聚酰亚胺塑料即Y-2D)100g和30g硫酸钙晶须得到Y-2DWHCa(硫酸钙晶须增强的聚酰亚胺塑料);由PI模塑料100g和30g钛酸钾晶须得到Y-2DWHTi(钛酸钾晶须增强的聚酰亚胺塑料)。
    效果:

 

项目
Y-2D
Y-2DWHCa
Y-2DWHTi
密度(g/cm3)23℃
1.61
1.62
1.66
拉伸强度(mPa)
23℃
117
100
129
220℃

43.6
64.5
弯曲强度(mPa)
23℃
184
165
185.7
220℃

74.9
107.6
压缩强度(mPa)
23℃
208.8
210.0
247.8
220℃

129.5
165.2

 

    由表中结果看出,Y-2D经硫酸钙晶须或钛酸钾晶须增强后,在室温(23℃)或高温(220℃)其多项力学性能指标均有提高,并且Y-2D的使用温度也有提高。硫酸钙晶须成本比钛酸钾晶须低。
    参考文献:工程塑料应用,2000年第28卷第8期P1~3;邱孜学等,晶须增强聚酰亚胺塑料研究。

 

例2:硫酸钙晶须在EP—热塑性塑料中的应用
    配方:硫酸钙晶须的加入量,采用每100gEP—热塑性弹性体中加入硫酸钙晶须的克数来表示。硫酸钙晶须在使用前要用硅烷偶联剂KH-550做表面处理。

  

 效果:

 

EP—热塑性弹性体牌号
晶须克数
邵氏硬度
强度(mPa)
氧指数%
屈服
拉伸
撕裂
BX56
(100g)
0
56
0.6
5.6
14.7
20.0
50
69
2.4
4.9
20.5
20.5
150
81
4.6
5.9
21.5
21.5
BX64
(100g)
0
64
1.4
8.7
26.2
20.0
50
79
4.9
7.34
33.2
21.0
150
89
7.9
9.5
40.4
22.0
BX81
(100g)
0
81
3.77
12.0
44.8
20.0
50
88
8.5
10.4
58.7
21.0
150
94
11.8
13.3
57.3
23.0

 

    从表中结果看出,硫酸钙晶须用于增强EP—热塑性弹性体时,材料的邵氏硬度和屈服强度有明显提高,当硫酸钙晶须加入量为150g时,材料的屈服强度提高有7.7倍;加入晶须后氧指数均略有提高,说明材料的阻燃性也有提高;同时材料的抗老化型能有显著改善。
参考文献:非金属矿,1997年第6期P28~30,韩跃新等,硫酸钙晶须增强EP—热塑性弹性体研究。

 

例3:硫酸钙晶须在聚丙烯酸薄膜上的应用
    配方(重量百分含量):硫酸钙晶须的加入量为18%。
    效果:

 

晶须加入量(%)
抗张强度(mPa)
抗张模量(mPa)
0
2.3
9.6
18
3.68
47.5

 

从表中结果看出,硫酸钙晶须加入量为18%时,薄膜的抗张强度和抗张模量均有明显提高,尤其是抗张模量。

 

参考文献:化工矿物与加工,2002年第9期P31~33,费文丽等,硫酸钙晶须的制备及应用评述。


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