聚丙烯作為一種通用塑料,具有許多優(yōu)良的性能,但是因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷,在應(yīng)用上,特別是作為結(jié)構(gòu)材料,受到很大限制,不能作為高性能的工程塑料。因此,對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性,使之工程化就成為了一個(gè)重要的研究課題。
滑石粉是一種由層狀硅酸鹽晶體組成的礦物、采用滑石粉填充的PP,耐熱性好,收縮率低,尺寸穩(wěn)定性好,硬度高。滑石粉填充PP復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于汽車部件及日常用品的生產(chǎn),其產(chǎn)品與未填充滑石粉的PP相比具有良好的表觀質(zhì)量、低的收縮率和較高的熱變形溫度,然而由于兩相界面的親和性補(bǔ)強(qiáng),滑石粉的直接填充往往導(dǎo)致一些力學(xué)性能的下降,從而使復(fù)合材料的應(yīng)用受到限制。對(duì)其表面改性處理可有效地改進(jìn)滑石粉與聚合物的界面親和性,提高聚合物對(duì)滑石粉的潤(rùn)濕能力,改善滑石粉填料在高聚合物基料中的分散狀態(tài),從而提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。
滑石粉具有兩種表面特征,一種是結(jié)構(gòu)中的上下層表面(層面)Si-O-Si構(gòu)型,理論上不帶電,無(wú)表面缺陷,為不活潑飽和面,具有惰性、疏水特征,無(wú)水化層,而Si-O鍵又很強(qiáng),使氧脫鍵很難,所以從理論上無(wú)法和偶聯(lián)劑結(jié)合,僅可能存在吸附作用;另一種是Si-O-Si型晶體斷面(端面),由于其價(jià)鍵斷裂,能量很高,能離解水,具有親水特征,故表現(xiàn)為活性。所以偶聯(lián)劑在滑石粉顆粒的端面上主要為化學(xué)鍵合,在層面上為物理吸附。
滑石粉由于其結(jié)構(gòu)特征,不溶于有機(jī)物。經(jīng)過(guò)改性的滑石粉,結(jié)構(gòu)柱形成交聯(lián)物質(zhì),能夠與有機(jī)物結(jié)合,從而能夠溶于有機(jī)物。近年來(lái),偶聯(lián)劑發(fā)展迅速,品種逐年增多,其中主要有硅烷系列、鈦酸酯系列、鋁酸酯系列等。
實(shí)踐證明,采用合適的偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)填料表面進(jìn)行包覆處理可有效的改進(jìn)填料與高分子材料的界面親和性,提高高分子材料對(duì)填料的潤(rùn)濕能力,減少填料顆粒附聚體的尺寸,改善填料在高分子材料中的分散性,進(jìn)而盡量減小填料所引起的負(fù)效應(yīng)。