（中国粉体技术网/班建伟）高分子聚合物行业为矿物材料工业提供了生产高附加值和高性能产品广泛的市场。由于聚合物市场是如此种类繁多, 因此难以将其简单地进行定义和归类划分。聚合物市场带动了高性能矿物材料产品的未来发展, 高附加值、高性能的矿物材料产品与聚合物工业的未来发展是紧密联系在一起的。
刘新海等人对硅灰石功能粉体材料的制备和应用进行了深入研究, 实现了超细粉碎- 表面改性一体化, 同时保持了针状硅灰石晶体形貌。采用多种方法对改性针状硅灰石进行表征, 其活性指H大于95%。产品应用于绝缘材料中具有很好的物理机械性能和优异的电气绝缘性能; 产品复配玻纤增强尼龙6材料具有明显的增强改性效果, 其物理机械性能技术指标分别为: 缺口冲击强度为14. 10kJ/m2、拉伸强度为160. 10 MPa、断裂伸长率为1.70% 、压缩强度为222. 00MPa、弯曲强度为256. 20MPa、热变形温度( 1. 82MPa) 208. 90 。
另外, 对珍珠岩、高岭土、伊利石、绢云母等矿物的超细粉碎、表面改性及其在PVC、乙丙绝缘胶、氯丁电缆护套胶和天然胶等聚合物中的应用及其机理进行了研究,结果表明功能性非金属矿物材料填充补强聚合物制品不仅降低了生产成本, 而且改善了制品物理机械性能。
高岭土特别是沉积型高岭土是中国特有的重要非金属矿资源, 被广泛应用于很多领域, 高岭土在聚合物工业的应用一直是非金属矿物材料研究和企业生产的热点之一。熊传溪等人用硅烷类偶联剂(KH-570)和高分子偶联剂处理高岭土, 研究了高岭土疏水值的变化; 制备了高岭土/HDPE 复合材料, 研究了材料的力学性能。结果表明: 在HDPE 中填充用偶联剂处理的高岭土, 可起到增韧增强作用,其中KH- 570的最佳用量为2%, 高分子偶联剂的最佳用量为1%; 在相同用量时, 高分子偶联剂处理的高岭土比KH - 570处理的高岭土具有更好的增韧增强效果。
郭蓉、邬润德等人利用力学测试及扫描电镜分析等方法, 研究了改性高岭土对PVC性能的影响, 并与未改性高岭土填充PVC 体系进行了比较。结果表明: 改性高岭土粒度在1 250目、填充量为30% 时, 断裂伸长率较未添加高岭土体系有所提高; 改性高岭土较未改性高岭土的分散性与PVC体系的相容性, 以及PVC 填充体系的力学性能都有一定提高。15% ~ 20%的活性煅烧超细高岭土填充PVC 软质电缆料中, 其电性能指标可以达到或超过国标JR - 70之要求, 而且其物理强度指标均超过国标要求。
另外, 林海等人对超细煤系煅烧高岭土颗粒表面包覆二氧化钛膜的工艺进行了研究。结果表明, 改性温度和改性时间、改性药剂用量、基体悬浮液浓度和搅拌速度是影响包覆效果的关键因素。运用SEM、TEM 对最终包膜产品进行了测试分析, 表明超细煤系煅烧高岭土颗粒表面包覆了厚度为150 nm、均匀且致密的二氧化钛薄膜。
重质碳酸钙粉体是一种用途广泛的无机非金属矿物材料, 在塑料、橡胶、涂料、胶粘剂等高分子及复合材料领域中有很重要的地位。重质碳酸钙粉填料不仅可以降低材料的成本, 还能提高材料的刚性、硬度、尺寸稳定性等物理性能。近年来, 重质碳酸钙粉体的制备工艺、表面改性及应用研究非常活跃。如,毋伟等人对苯乙烯接枝聚合改性的重质碳酸钙表面特征分析及形成机理进行研究, 认为改性后在重质碳酸钙表面与苯乙烯聚合生成的聚苯乙烯之间形成C-O-C 键。
邓丽等的研究表明: 某些阴离子、非离子表面活性剂可有效地抑制CaCO3 晶粒的团聚, 使制得的碳酸钙粉体的粒度小于1μm, 且分布变窄。另外, 在重质碳酸钙粉体干法和湿法制备技术、粉体表面改性技术、晶体形态及粒度控制技术以及应用技术领域都进行了广泛深入的研究。
非金属矿物材料应用范围广泛, 市场前景看好。但是, 非金属矿物材料的研究开发涉及众多的学科, 需要各学科的交叉和协同。由于产业关联及体制等方面的原因, 我国非金属矿物材料工业还相对落后, 平均技术含量还较低, 品种规格也不够, 还难以满足相关应用领域的需要。今后应整合材料性能、材料加工以及应用领域的研究重点加强应用研究, 尤其是非金属矿物新材料的应用研究, 以促进我国非金属矿物材料产品品种和产业规模的扩大以及技术水平的提高。
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