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| 滑石粉填充改性汽车用聚丙烯塑料效果研究 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2016-03-23 11:11:17 浏览次数： |
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1 实验过程
将一定量的PP和滑石粉混合均匀后，加入一定的增韧剂，在烘箱中干燥一天；然后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，放入烘箱干燥2天；最后放入注塑机中注塑成标准样件，测试力学性能。
在聚丙烯材料加入质量分数为10%、20%、30%、40%的滑石进行填充，按照国家标准对其密度、拉伸强度、弯曲强度及冲击韧性等性能进行了测定。分析了具体的试验数值和试验曲线，总结了滑石材料对聚丙烯的力学性能的影响。
2 结果分析
2.1 滑石含量对聚丙烯密度的影响
表1是不同滑石含量对聚丙烯密度的影响。由表1可以看出，随着滑石含量的不断增加，增强聚丙烯的密度不断上升，主要是因为滑石材料的相对密度大于PP，所以滑石材料的含量不断增加，导致填充材料的密度不断增大。
表1 滑石含量对聚丙烯密度的影响
2.2 滑石含量对聚丙烯拉伸性能的影响
表2是不同滑石含量对聚丙烯拉伸性能的影响。由表2可以看出，随着滑石含量的不断增加，增强聚丙烯的拉伸强度不断上升，当含量达到30%左右时，拉伸强度达到峰值，其拉伸强度比纯PP增加了32.27%，可见增强效果明显。滑石含量在10%~20%拉伸强度变化较大，随着含量的不断增加，变化逐渐变得平缓，含量超过30%时拉伸强度开始下降。表3是不同滑石含量对聚丙烯断裂伸长率的影响。由表3可以看出，随着滑石含量的不断增加，增强聚丙烯的断裂伸长率不断下降。
表2 滑石含量对聚丙烯拉伸强度的影响
表3 滑石含量对聚丙烯伸长率的影响
试验中，不添加滑石材料的聚丙烯颈缩非常明显，而添加了滑石材料的聚丙烯则颈缩不明显，特别是40%滑石含量的聚丙烯凡乎看不到颈缩就已经断裂。可见，滑石材料增强了聚丙烯的拉伸强度，减小了其韧性。
2.3 滑石含量对聚丙烯弯曲性能的影响
表4是不同滑石含量对聚丙烯弯曲强度的影响。由表4可以看出，随着滑石含量的不断增加，增强聚丙烯的弯曲强度不断上升，当滑石含量达到20%时，弯曲强度达到峰值，其弯曲强度比PP提高了24.63%，起到了明显的增强作用。当滑石含量大于20%时，弯曲强度开始下降。
试验中，不添加滑石材料的聚丙烯弯曲非常明显时也不易断裂，而添加了滑石材料的聚丙烯受力后比较容易断裂。可见，滑石材料增强了聚丙烯的弯曲强度，增大了脆性。
表4 滑石含量对弯曲强度的影响
2.4 滑石含量对聚丙烯冲击性能的影响
表5是不同滑石含量对聚丙烯冲击韧性的影响。由表5可以看出，随着滑石含量的不断增加，增强聚丙烯的缺口冲击韧性不断上升，当滑石含量达到30%时，冲击韧性达到峰值，其冲击韧性比PP提高了25.58%，起到了明显的增强作用。当滑石含量大于30%时，冲击韧性开始下降。
表5 滑石含量对缺口冲击韧性的影响
2.5 试验小结
在试验中，滑石粉质量分数较小时，复合材料的各种强度随滑石粉用量的增加而增大，但滑石粉含量大于一定程度后又逐渐下降。主要是因为少量的滑石粉加入到PP中，起到了成核剂的作用，使PP球晶尺寸减小，分布更均匀，导致材料拉伸强度升高；当滑石粉质量分数继续增大到一定程度时，使PP中的球晶受到破坏，另外，使滑石粉颗粒与PP基体树脂相容性变差，材料受冲击时微裂纹和塑性变形太大，凡乎成为宏观开裂，导致强度下降，因此，导致整个体系力学性能的显著下降。
3 结论
试验中，聚丙烯通过一定质量分数的滑石材料填充后，拉伸、弯曲及冲击性能都有所改善，弥补了聚丙烯本身在力学性能上的一些缺陷，为填充改性聚丙烯在汽车工业的应用提供了相关的试验参考。但由于聚丙烯种类繁多，填充物的填充方式和处理方法也不尽相同，所以针对具体不同的填充材料还是很有必要进行更加深入地研究。
作者：田永，上海汽车集团股份有限公司技术中心
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