空心微珠填充聚氯乙烯（PVC）复合材料的研究

时间：2021-05-18

	空心微珠填充聚氯（PVC）复合材料的研究
	
	刘涛（上海汇精亚纳米新材料有限公司）
	
	时代的发展对塑胶制品提出越来越高的要求，生产厂家在不断提高产品性能的同时又要尽一切努力来降低生产成本，而新材料的选用又将起到较其重要的作用，空心微珠正是作为一种新型的功能性填充料被开发并利用，研究机构研究结果表明，空心微珠在对制品成本降低的同时又对其性能的提高起到非常好的效果。
	据报道，目前我国每年聚氯（PVC）制品的产量为280万吨左右，其中有25万吨制品可填充空心微珠，这样每年可节省树脂12.5万吨，在制品的性能上，如：熔体的流动性、耐磨性、综合机械性能、材料的热变形温度、阻燃性、尺寸的稳定性及表观光洁度等都会有一定的提高。
	近年来，空心微珠已经用于PVC和PP材料，下面就这两种材料作出如下研究：
实验部分（PVC）：
1．原材料：
	PVC：上海
	空心微珠（ZHM）：上海汇精亚纳米
	偶联剂：（KH-550）
	增塑剂：DOP
	稳定剂
	润滑剂
	2．空心微珠的表面处理：将KH-550配制成溶液，KH-550用量为空心微珠用量的1%，使用高速搅拌机搅拌，然后烘干使用。
3．复合材料制备测试结论：
	经过处理的空心微珠**改善PVC的流动性能，显著缩短塑化时间，降低较大扭矩，有利于企业生产。提高PVC的冲击性能，减少制品的收缩率，改善制品尺寸稳定性，耐腐蚀性能提高，制品的各项性能均达标。
实验部分（PP）：
原料：
	PP：北京
	空心微珠：上海汇精亚纳米
	偶联剂：（KH-550）
2．试样制备过程：
	塑料/空心微珠（混合）------剂出（双螺杆）---造粒---注塑—制样—性能测试
3．测试结果与讨论：
	作为填料，其主要的两个性能是粒径和表面活性。空心微珠是球形率高，粒径分布均匀的材料，主要成份为SiO2和AL2O3,,经活化后的空心微珠和PP间形成一较好的粘结界面，空心微珠分散性很好，适量填加使复合材料拉伸强度有一定程度提高。但由于空心微珠的表面活性基团很少，因此采用偶联剂（KH-550）对其活化空心微珠的表面于PP大分子间的作用力并没有得到太大提高，当空心微珠大量填充到PP中后，空心微珠由于聚集发生团聚（可使用大粒径解决），导致材料拉伸强度有所下降。就冲击强度而言，由于活化后空心微珠和PP间存在较好的粘结界面，但由于空心微珠不能引发银纹、剪切带，界面空化效应也不强，故随着空心微珠含量的提高，材料的冲击强度有所下降。
	结束语：
	早在二十世纪八十年代，西欧等国已在PVC、PP中应用空心微珠，在尼龙、POM、PBT及高密度聚氯中也有使用。事实证明，在很多塑料材料中使用空心微珠即可降低材料成本又可在不同程度上提高性能，如：流动性、耐磨性、耐高温性、尺寸稳定性、阻燃性和改善制品表面等，其潜在价值得我们不断挖掘、研究并利用。我们坚信：空心微珠作为塑胶工业的一种新型填充改性材料的时代即将到来，它将对我国乃至全世界塑胶、高分子聚合物及复合材料的应用和发展起到划时代的变革意义，这将为相关塑胶企业拓展市场领域、增强市场竞争力提高良好契机。

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