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| 滑石粉填充改性汽車(chē)用聚丙烯塑料效果研究 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2016-03-23 11:11:17 瀏覽次數： |
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1 實(shí)驗過(guò)程
將一定量的PP和滑石粉混合均勻后，加入一定的增韌劑，在烘箱中干燥一天；然后放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，放入烘箱干燥2天；最后放入注塑機中注塑成標準樣件，測試力學(xué)性能。
在聚丙烯材料加入質(zhì)量分數為10%、20%、30%、40%的滑石進(jìn)行填充，按照國家標準對其密度、拉伸強度、彎曲強度及沖擊韌性等性能進(jìn)行了測定。分析了具體的試驗數值和試驗曲線(xiàn)，總結了滑石材料對聚丙烯的力學(xué)性能的影響。
2 結果分析
2.1 滑石含量對聚丙烯密度的影響
表1是不同滑石含量對聚丙烯密度的影響。由表1可以看出，隨著(zhù)滑石含量的不斷增加，增強聚丙烯的密度不斷上升，主要是因為滑石材料的相對密度大于PP，所以滑石材料的含量不斷增加，導致填充材料的密度不斷增大。
表1 滑石含量對聚丙烯密度的影響
2.2 滑石含量對聚丙烯拉伸性能的影響
表2是不同滑石含量對聚丙烯拉伸性能的影響。由表2可以看出，隨著(zhù)滑石含量的不斷增加，增強聚丙烯的拉伸強度不斷上升，當含量達到30%左右時(shí)，拉伸強度達到峰值，其拉伸強度比純PP增加了32.27%，可見(jiàn)增強效果明顯?；吭?0%~20%拉伸強度變化較大，隨著(zhù)含量的不斷增加，變化逐漸變得平緩，含量超過(guò)30%時(shí)拉伸強度開(kāi)始下降。表3是不同滑石含量對聚丙烯斷裂伸長(cháng)率的影響。由表3可以看出，隨著(zhù)滑石含量的不斷增加，增強聚丙烯的斷裂伸長(cháng)率不斷下降。
表2 滑石含量對聚丙烯拉伸強度的影響
表3 滑石含量對聚丙烯伸長(cháng)率的影響
試驗中，不添加滑石材料的聚丙烯頸縮非常明顯，而添加了滑石材料的聚丙烯則頸縮不明顯，特別是40%滑石含量的聚丙烯凡乎看不到頸縮就已經(jīng)斷裂?？梢?jiàn)，滑石材料增強了聚丙烯的拉伸強度，減小了其韌性。
2.3 滑石含量對聚丙烯彎曲性能的影響
表4是不同滑石含量對聚丙烯彎曲強度的影響。由表4可以看出，隨著(zhù)滑石含量的不斷增加，增強聚丙烯的彎曲強度不斷上升，當滑石含量達到20%時(shí)，彎曲強度達到峰值，其彎曲強度比PP提高了24.63%，起到了明顯的增強作用。當滑石含量大于20%時(shí)，彎曲強度開(kāi)始下降。
試驗中，不添加滑石材料的聚丙烯彎曲非常明顯時(shí)也不易斷裂，而添加了滑石材料的聚丙烯受力后比較容易斷裂?？梢?jiàn)，滑石材料增強了聚丙烯的彎曲強度，增大了脆性。
表4 滑石含量對彎曲強度的影響
2.4 滑石含量對聚丙烯沖擊性能的影響
表5是不同滑石含量對聚丙烯沖擊韌性的影響。由表5可以看出，隨著(zhù)滑石含量的不斷增加，增強聚丙烯的缺口沖擊韌性不斷上升，當滑石含量達到30%時(shí)，沖擊韌性達到峰值，其沖擊韌性比PP提高了25.58%，起到了明顯的增強作用。當滑石含量大于30%時(shí)，沖擊韌性開(kāi)始下降。
表5 滑石含量對缺口沖擊韌性的影響
2.5 試驗小結
在試驗中，滑石粉質(zhì)量分數較小時(shí)，復合材料的各種強度隨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漸下降。主要是因為少量的滑石粉加入到PP中，起到了成核劑的作用，使PP球晶尺寸減小，分布更均勻，導致材料拉伸強度升高；當滑石粉質(zhì)量分數繼續增大到一定程度時(shí)，使PP中的球晶受到破壞，另外，使滑石粉顆粒與PP基體樹(shù)脂相容性變差，材料受沖擊時(shí)微裂紋和塑性變形太大，凡乎成為宏觀(guān)開(kāi)裂，導致強度下降，因此，導致整個(gè)體系力學(xué)性能的顯著(zhù)下降。
3 結論
試驗中，聚丙烯通過(guò)一定質(zhì)量分數的滑石材料填充后，拉伸、彎曲及沖擊性能都有所改善，彌補了聚丙烯本身在力學(xué)性能上的一些缺陷，為填充改性聚丙烯在汽車(chē)工業(yè)的應用提供了相關(guān)的試驗參考。但由于聚丙烯種類(lèi)繁多，填充物的填充方式和處理方法也不盡相同，所以針對具體不同的填充材料還是很有必要進(jìn)行更加深入地研究。
作者：田永，上海汽車(chē)集團股份有限公司技術(shù)中心
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