硅灰石（wollastonite）是一種天然硅酸鹽礦物，主要化學(xué)成分為CaSiO3，化學(xué)性質(zhì)穩定、硬度高、成本低。形態(tài)上為針狀、纖維狀，作為增強填料被廣泛應用于聚合物基復合材料。
1、改性硅灰石填充聚丙烯復合材料
將聚丙烯、未改性/改性硅灰石、抗氧劑按一定比例混勻，用雙螺桿擠出機共混擠出造粒，注塑制成標準測試樣條，測試樣條注塑的沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度、熱穩定性（維卡軟化點(diǎn)），并將復合材料沖斷面鍍金處理后進(jìn)行SEM分析。
（1）性能對比
當硅灰石填充量為20%時(shí)，改性硅灰石填充聚丙烯復合材料與純聚丙烯材料的性能對比：
沖擊強度：硅灰石填充聚丙烯復合材料沖擊強度為9.21 kJ/m2，比純PP提升了86.11%；
拉伸強度：硅灰石填充聚丙烯復合材料拉伸強度為33.67 MPa，比純PP提高7.34%；
彎曲強度：硅灰石填充聚丙烯復合材料彎曲強度為45 MPa，比純PP提高了22.88%；
熱穩定性：硅灰石填充聚丙烯復合材料維卡軟化點(diǎn)為155.4℃，較純PP提升了10.6%。
（2）SEM分析
未改性/改性硅灰石填充聚丙烯復合材料沖擊試樣斷面SEM
由未改性/改性硅灰石填充聚丙烯復合材料沖擊試樣斷面SEM照片可以看出：
未改性硅灰石在聚丙烯基體內發(fā)生比較明顯的團聚，說(shuō)明硅灰石與聚丙烯之間相容性很差；在樣條注塑沖擊斷面處出現了大量空穴，針狀硅灰石與聚丙烯基體之間有明顯的分界線(xiàn)，許多硅灰石粒子并沒(méi)有與聚丙烯很好的結合，導致了復合材料的力學(xué)性能較低。
經(jīng)過(guò)改性后的硅灰石在聚丙烯基體中分散的更好，空穴基本消失，大量的硅灰石都粘附于基體之中，改性硅灰石與聚丙烯基體的界面相容性好。
2、硅灰石常用改性劑
硅灰石常用的改性劑有硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸、鈦酸酯等。
（1）硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸復合改性硅灰石
利用硅烷偶聯(lián)劑KH-570和硬脂酸復合改性硅灰石，將固含量20%的硅灰石加入到裝有無(wú)水乙醇的三口瓶中，加入一定量的復合改性劑（硅烷偶聯(lián)劑KH-570占復合改性劑的50%），復合改性劑的用量為硅灰石質(zhì)量的4%；80℃下機械攪拌2h，攪拌速度為600r/min；抽濾，80℃真空干燥8h后得到復合改性硅灰石。
硅烷偶聯(lián)劑水解生成硅醇后與硅灰石表面的羥基反應，在其表面形成一層偶聯(lián)劑分子膜，使硅灰石表面有機化。硬脂酸電離提供的酸性環(huán)境有利于該反應的進(jìn)行，同時(shí)能在硅灰石表面形成一層硬脂酸分子包覆。故用二者復合改性能進(jìn)一步提高改性硅灰石的親油性能。制得的改性硅灰石疏水性能較單一改性效果好，最大水接觸角達143.25°。
改性后的硅灰石表面包覆有改性劑分子層，填充聚丙烯時(shí)，包覆在其表面的高分子層會(huì )與聚丙烯分子鏈相互纏結，能有效的增強硅灰石與聚丙烯之間的作用力，增強硅灰石與聚丙烯的相容性。經(jīng)過(guò)改性的硅灰石在聚丙烯基中分散性更好，填充聚丙烯制得的復合材料性能會(huì )有顯著(zhù)的增強。
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