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硫酸钙晶须属于微型纤维,在整个配方体系中可以起到辅助补充强度的效果

硫酸钙晶须属于微型纤维,在整个配方体系中可以起到辅助补充强度的效果

发布日期:2017-06-21 作者:dal 点击:

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       硫酸钙晶须属于微型纤维,在整个配方体系中可以起到辅助补充强度的效果。由于硫酸钙晶须极好的性价比,具有良好的应用前景,市场潜力巨大。

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1. 什么是硫酸钙晶须?

    晶须是指以单晶形式生长成的具有一定长径比的一种纤维材料,其直径约为 0.01~10 μm,长度约为 10~103μm,长径比达到 5~1 000 甚至更高的纤维状单晶体。不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位错、空**等),原子高度有序,强度接近于完整晶体的理论值,是目前已知强度最大的固体,具有优良的力学性能,可作为符合材料的增强和改性组分[1]。

    硫酸钙晶须,又称石膏晶须,是无水硫酸钙的纤维状单晶体,白色疏松针状物,具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸,其平均长径比一般为 30~80。具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理,与树脂、塑料、橡胶相容性好,能够均匀分散,具有优良的增强功能和阻燃性。和其他无机晶须相比,硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料


2. 硫酸钙晶须的性能

     硫酸钙晶须是以石膏为原材料, 通过人为控制,以单晶形式生长的,具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状(须状)单晶体。

    (1)在薄壁制品中添加的优势

     除了可改善其他性能外,单从薄壁制品加工的形状和尺寸的几何精度而言,硫酸钙晶须较玻璃纤维更具优势。添加纤维的长径比适中,长度和直径越小,对薄壁制品的质量影响就越小。例如添加了长度为 50~200 μm、直径 1~4 μm的硫酸钙晶须的聚四氟乙烯片材,在外观上比添加玻璃纤维更加精细。

    (2)尺寸稳定性好

    硫酸钙晶须添加到相关制品中,在微观上改变制品的同时,也使得制品显示各向同性,使其在各种环境中的纵向和横向收缩率差异较小,从而保证制品尺寸和外形的精密度。

    (3)提高制品的表面光洁度

     由于硫酸钙晶须表现为纤维增强,虽长径比较大,但尺寸很小,用来增强制品时比长纤维增强制品更加光泽、平整。

    (4)提高制品的耐热温度

     硫酸钙晶须具有无机填料的热均匀性,在 900℃时仍能保持其原有的机械性能,将其添加到制品中能显著地提高制品的耐热温度。如奇美 757 的ABS 材料基体热变形温度为 84 ℃,经硫酸钙晶须增强后热变形温度升至 90 ℃;对 PP母粒,通过加入硫酸钙晶须增强,可将其热变形温度从 81.73 ℃提高到 118.64 ℃。

    (5)减少对设备的磨损

     利用高表面硬度和刚度的玻璃纤维增强聚合物时,混合设备会受到相当严重的磨损。而用无水硫酸钙对聚合物增强时却不会造成设备磨损,因为硫酸钙晶须不仅表面硬度比较低,而且具有细微的结构和良好的流动性。因而硫酸钙晶须还可替代石棉,作无石棉的摩擦材料。

    (6)增韧和增强

     硫酸钙晶须是一种短纤维,对制品有增强的性能。添加到制品中时,采用不同规格的晶须和不同的添加工艺,能达到不同的增韧、增强效果,如增韧PP时,可使其缺口冲击强度达到 162 J/m。

    (7)提高模具的充满程度

     在纤维增强压铸、浇铸成型时,添加硫酸钙晶须比添加其他纤维有更好的流动性,能充满整个模具,使制品尺寸更加精确,提高成材率。


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