1、填料與偶聯(lián)劑Filler B-超導(dǎo)黑-3邯鄲永年;C-乙炔炭黑河北下花園,導(dǎo)電炭黑制作工藝,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,16,雙螺桿造粒工藝過程,密煉-雙螺桿造粒工藝過程,聚丙烯編織袋(或聚丙烯管材)用填充母料,無規(guī)聚丙烯(APP) 35 碳酸鈣 65 鈦酸酯偶聯(lián)劑TTS 0.9 硬脂酸(HSt) 3 聚乙烯蠟 0.5,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,17,加工條件 APP軟化點(diǎn)低，包覆填料效果較好，但制品的強(qiáng)度較低;其中碳酸鈣用氫質(zhì)型或重質(zhì)型均可，但均要預(yù)先進(jìn)行偶聯(lián)處理，然后再與APP等助劑混合。 生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)一般添加填充母料1030份，根據(jù)用戶性能要求而定;常用擠出工藝法生產(chǎn)，也可用雙輥

2、法工藝生產(chǎn),聚乙烯制品用填充母料,LDPE 10 LLDPE 10 HDPE 5 CaCO3 75 鈦酸酯偶聯(lián)劑TTS 1 石蠟 4 HSt 2,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,18,聚丙烯用填充母料,聚丙烯(粉狀PP) 100 碳酸鈣 120 偶聯(lián)劑NDZ101 0.7 硬脂酸鋅 1 抗氧化劑1010 0.2 輔助抗氧劑DLTP 0.6,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,19,增強(qiáng)型填充母料,PP 100 硅灰石粉(400目) 250 偶聯(lián)劑KH-550 2.5 聚乙烯蠟 5 HSt 1,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,20,ABS填充母料,ABS 10 SBS 8 CaCO3 100 偶聯(lián)劑

3、 1 抗氧劑 0.3 光亮劑 1.2 使用時(shí)：ABS/母料=100/15,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,21,聚烯烴碳酸鈣填充母料,碳酸鈣 100 LDPE(1F7B) 20 偶聯(lián)劑OL-T999 1.3 硬脂酸鈣 2 白油 2.6,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,22,硅灰石填充母料,LDPE 20 硅灰石粉(325目) 100 KH550 0.51.5 分散劑 5 潤滑劑 0.5,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,23,有關(guān)填料的項(xiàng)目,填充母粒（碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇等） 阻燃母粒（三氧化二銻、氫氧化鈣、氫氧化鎂） 著色母粒（炭黑母粒、鈦白母粒，色母粒） 吸水母粒（氧化鈣） 木塑制品,北京

4、化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,24,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,25,填料的作用,提高剛性 提高耐熱性 改善耐候性 增加尺寸穩(wěn)定性 賦予著色遮蓋力 降低成本,某些特殊填料： 提高電絕緣性 導(dǎo)熱性 阻燃性 導(dǎo)電性 耐水性 耐溶劑性 降低粘度,目 錄,填料 偶聯(lián)劑 處理配方與工藝 處理設(shè)備和造粒設(shè)備,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,26,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,27,一、填料,碳酸鈣 陶土 白炭黑 硫酸鋇 玻璃微珠 玻璃纖維,赤泥 粉煤灰 碳黑 淀粉 木粉,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,28,常用填料的性能,各種填料的性質(zhì),北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,29,目與粒徑對(duì)照表,北京化工

5、大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,30,對(duì)填料的基本要求,細(xì)度適當(dāng) 不含有加速聚合物降解的成份 吸收增塑劑的能力要小,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,31,填料的粒徑,填料的粒徑對(duì)塑料的性能影響很大，在微米范圍內(nèi)粒徑越小，效果越好。 剛性、硬度、耐熱溫度上升 沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度 （在5%以下有增強(qiáng)作用，隨著填充量增加，沖擊強(qiáng)度均下降） 尺寸穩(wěn)定性好，收縮率隨添加量增加而變小,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,32,填料和樹脂之間的作用,1.填料表面被樹脂所潤濕，顆粒包藏在樹脂內(nèi)。拉伸強(qiáng)度上升，伸長率下降。 2.填料表面與樹脂產(chǎn)生強(qiáng)烈的物理粘附（范德華引力），塑料強(qiáng)度增加。 3.填料之間或填料與樹脂之間以化

6、學(xué)力結(jié)合，增強(qiáng)效果顯著。如偶聯(lián)處理的填料。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,33,填料在樹脂中的分散,填料的表面處理 偶聯(lián)劑,在樹脂中的分散設(shè)備 研磨機(jī) 混合機(jī) 雙螺桿擠出機(jī),北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,34,填料對(duì)制品性能的影響,對(duì)軟PVC的影響 對(duì)硬PVC的影響 對(duì)糊PVC的影響,對(duì)PE的影響 對(duì)工程塑料的影響,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,35,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,拉伸性能,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,36,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,伸長率,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,37,填料對(duì)軟PVC制品硬度的影響,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,38,填料對(duì)軟PVC制品

7、性能的影響,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,39,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,各種填料配合的軟PVC的增塑劑必要量,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,40,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,撕裂強(qiáng)度,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,41,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,42,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,43,填料對(duì)軟PVC制品性能的影響,電性能,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,44,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,沖擊強(qiáng)度,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,45,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,不同填料對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響,北京化工大學(xué)材料科學(xué)

8、與工程學(xué)院,46,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,管材和管件的沖擊強(qiáng)度,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,47,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,拉伸強(qiáng)度,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,48,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,彎曲強(qiáng)度,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,49,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,耐熱性,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,50,填料對(duì)硬PVC制品性能的影響,硬度與密度,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,51,填料對(duì)糊PVC性能的影響,粘度降低,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,52,填料對(duì)聚烯烴PO制品性能的影響,硬度與密度增加 強(qiáng)度下降 沖擊性能下降 耐熱提高一定程度,北京化工大學(xué)材料

9、科學(xué)與工程學(xué)院,53,2.偶聯(lián)劑,常用的表面處理劑從物質(zhì)結(jié)構(gòu)與特性來劃分，主要可分為四大類： 表面活性劑 偶聯(lián)劑 有機(jī)高分子 無機(jī)物,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,54,表面活性劑,所謂表面活性劑，是指用極少量即可顯著改變物質(zhì)表面自由能(通常是降低)的物質(zhì)。 其分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有兩個(gè)組成部分，其一是一個(gè)較長的非極性烴基，稱為疏水基，另一部分是一個(gè)較短的極性基，稱為親水基。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,55,表面活性劑的兩個(gè)基本特性,由于表面活性劑這種不對(duì)稱的兩親分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此具有兩個(gè)基本特性： 一是很容易定向排列在物質(zhì)表面或兩相界面上，從而使表面或界面性質(zhì)發(fā)生顯著變化。 二是表面活

10、性劑在溶液中的溶解度，即以分子分散狀態(tài)的濃度較低，在通常使用濃度下大部膠團(tuán)(締合體)狀態(tài)存在。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,56,表面活性劑按結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分類,離子型 (陰離子型和陽離子型和兩性離子型) 非離子型,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,57,按照表面活性劑分子大小分類,小分子表面活性劑 高分子表面活性劑,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,58,表面活性劑按其親水基的類型分類,親水基為羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽等的陰離子表面活性劑 親水基為伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽、季胺鹽、吡啶鹽的陽離子表面活性劑 親水基為氨基酸、甜菜堿、咪唑啉等的兩性離子表面活性劑等,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程

11、學(xué)院,59,表中是一些常用的表面活性劑,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,60,表面活性劑的三個(gè)特性,一是表面活性劑在溶液中的某些重要性質(zhì)，即膠團(tuán)化作用，KP點(diǎn)和濁點(diǎn)； 二是表面活性劑的表面性質(zhì)，即對(duì)表面張力的影響、表面作用和潤濕作用； 三是表面活性劑本身結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)出來的親水親油性，即其親水親油平衡值(HLB值),北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,61,膠團(tuán)化作用和cmc值,表面活性劑分子的兩親結(jié)構(gòu)使其水溶液的許多性質(zhì)，如表面張力、界面張力、高頻電導(dǎo)、滲透壓、密度等都隨表面活性劑濃度達(dá)到某一數(shù)值，而使各種溶液性質(zhì)發(fā)生突變。這一使溶液性質(zhì)發(fā)生突變的濃度值稱為臨界膠團(tuán)濃度(cmc)，此過程稱為膠團(tuán)化作

12、用（表面活性劑分子從分子或離子分散狀態(tài)締合成膠團(tuán)）。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,62,臨界膠團(tuán)濃度(cmc),臨界膠團(tuán)濃度(cmc)值可以作為表面活性劑表面活性的一種度量，cmc越小表示形成膠團(tuán)所需表面活性劑的濃度越低，達(dá)到表面或界面飽和和吸附的濃度也越低，因而使溶液表面或界面，或與表(界)面有關(guān)的性質(zhì)發(fā)生顯著變化所需的濃度也越低。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,63,cmc值測(cè)定,cmc值可以通過： 表面張力法 染料法 加溶作用法 光散射法 等方法測(cè)定，在手冊(cè)中也可以方便地查到。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,64,離子型表面活性劑的KP點(diǎn),離子型表面活性劑在水中的溶解度與溫度有關(guān)

13、，其溶解度溫度曲線發(fā)生明顯上升的拐點(diǎn)，稱為KP點(diǎn)。 KP點(diǎn)越低即表示該表面活性劑的溶解性越大，所以可用為離子型表面活性劑在水中溶解性的度量。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,65,非離子表面活性劑的濁點(diǎn)(CP),與離子型表面活性劑不同，非離子型表面活性劑的KP點(diǎn)很低，而且在水中的溶解性隨溫度升高而降低。當(dāng)溫度達(dá)到某一值時(shí)水溶液出現(xiàn)渾濁，該溫度值稱為該表面活性劑的濁點(diǎn)(CP)。在濁點(diǎn)以下，非離子型表面活性劑分子在水溶液中大部分以膠團(tuán)狀態(tài)存在。濁點(diǎn)越低，表示非離子型表面活性劑在水中溶解度越小，也即在水溶液中從分子狀態(tài)轉(zhuǎn)化形成膠束的能力越強(qiáng)。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,66,表面活性劑的KP點(diǎn)

14、和濁點(diǎn)(CP),表面活性劑的KP點(diǎn)和濁點(diǎn)(CP)，可以直接從手冊(cè)中查到。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,67,表面張力,所謂表面張力就是使液體表面盡量縮小的力。是表面的分子受液體內(nèi)部分子強(qiáng)烈吸引而產(chǎn)生的。表面活性劑分子的兩種結(jié)構(gòu)，使其有在物質(zhì)表面或界面上定向排列的強(qiáng)烈傾向，因而表面張力明顯下降，這是表面活性劑表面活性最重要的性質(zhì)之一。表面活性劑使表面張力下降可以從其效率和能力兩方面來衡量。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,68,表面張力,當(dāng)表面活性劑的濃度達(dá)到臨界膠團(tuán)濃度時(shí)，表面張力-表面活性劑濃度曲線明顯有一個(gè)轉(zhuǎn)折，而且表面張力基本不再隨活性劑的濃度變化。此時(shí)的表面張力(cmc)可以判斷表

15、面活性劑降低表面張力的能力的大小。cmc越小，降低表面張力的能力越大。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,69,臨界膠團(tuán)濃度(cmc),對(duì)于均為同系物的表面活性劑來說，臨界膠團(tuán)濃度(cmc)則可以用比較其降低表面張力的效率，cmc值越小的，其效率越高。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,70,親水親油平衡值(HLB),表面活性劑使用時(shí)首先必須考慮其本身的親水親油性與應(yīng)用體系的親水親油生相適應(yīng)，以使表面活性劑能穩(wěn)定地取向排列在界面上發(fā)揮作用。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,71,親水親油平衡值(HLB),所謂親水親油平衡值(HLB)是作為選用表面活性劑時(shí)的一種經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，它反映了表面活性劑中親水基與

16、疏水基相互作用而表現(xiàn)出來的一種宏觀整體性質(zhì)。HLB值越大，表明該表面活性劑親水性越大。各種常用的表面活性劑的HLB值可以從手冊(cè)中查到。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,72,偶聯(lián)劑,偶聯(lián)劑在填充體系中使用量最多，由于大多數(shù)偶聯(lián)劑對(duì)填料表面處理時(shí)都能產(chǎn)生化學(xué)作用，因此其處理效果非常好。 偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也是分子中含有兩類不同性質(zhì)的化學(xué)基團(tuán)，一是親無機(jī)基團(tuán)，另一是親有機(jī)基團(tuán)。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,73,偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu),其分子結(jié)構(gòu)可用下式表示： (RO)xM Ay 式中： RO 代表易進(jìn)行水解或交換反應(yīng)的短鏈烷氧基。 M 代表中心原子，可以是硅、鈦、鋁、硼等。 A 代表與中心原子結(jié)

17、合穩(wěn)定的較長鏈親有機(jī)基團(tuán)，如酯?；㈤L鏈烷氧基、磷酸酯?；?。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,74,偶聯(lián)劑對(duì)填料的作用機(jī)理,用偶聯(lián)劑對(duì)填料表面進(jìn)行處理時(shí)，其兩類基團(tuán)分別通過化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用，一端與填料表面結(jié)合，另一端與高分子樹脂纏結(jié)或反應(yīng)，藉此使表面性質(zhì)相差很大的無機(jī)填料與高分子兩相較好地相容。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,75,偶聯(lián)劑的種類,在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中經(jīng)常使用的偶聯(lián)劑，按其中心原子的不同，主要有： 硅烷偶聯(lián)劑 鈦酸酯偶聯(lián)劑 鋁酸酯偶聯(lián)劑,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,76,硅烷偶聯(lián)劑,硅烷偶聯(lián)劑之所以這樣稱呼，是因?yàn)槠渲行脑邮枪?Si)。其分子基本結(jié)構(gòu)如下： RSiX3

18、式中： R為疏水基，如乙烯基、環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯酸酯、硫酸基等。 X是能水解的親無機(jī)基團(tuán)，如烷氧基，如甲氧基、乙氧基及氯等。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,77,適宜聚乙烯的偶聯(lián)劑,對(duì)于聚乙烯來說，疏水基為過氧基或二疊氮基的硅烷偶聯(lián)劑比較適用。因?yàn)檫@兩種基團(tuán)可以與聚乙烯發(fā)生化學(xué)或物理化學(xué)反應(yīng)。 例如，用偶聯(lián)劑(S-3046，磺酰疊氮硅烷)在填充聚乙烯(聚乙烯填充云母)，其拉伸強(qiáng)度，拉伸模量、彎曲強(qiáng)度都得到了很大的提高，但缺口沖擊強(qiáng)度只有很小的下降。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,78,硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用,多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑由于結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)性基團(tuán)多，與填料表面的反應(yīng)點(diǎn)多，而另一端的有機(jī)疏水基含

19、碳原子數(shù)少、鏈短，因此在熱塑性塑料為基體樹脂的填充塑料中，使用硅烷偶聯(lián)劑往往對(duì)填充體系的加工流動(dòng)性能帶來不利影響，加之價(jià)格與其它種偶聯(lián)劑相比要昂貴的多，因此硅烷偶聯(lián)劑在聚乙烯中用量不多，而主要應(yīng)用在環(huán)氧或不飽和聚酯等熱固性塑料中，而且以處理玻璃纖維為主要用途。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,79,鈦酸酯偶聯(lián)劑,鈦酸酯偶聯(lián)劑是在聚乙烯填充體系中經(jīng)常使用的一種偶聯(lián)劑。鈦酸酯偶聯(lián)劑可用來處理各種無機(jī)填料，如碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇及氫氧化鋁等。 經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑處理的填料填充到聚乙烯中，可以有效地改善填充體系加工流動(dòng)性和提高物理力學(xué)性能的效果。 由于使用填料的化學(xué)成分不同，因此在不同填料填充聚乙烯時(shí)

20、應(yīng)選擇不同的鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理才能達(dá)到最佳效果。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,80,鈦酸酯偶聯(lián)劑,鈦酸酯偶聯(lián)劑的中心原子為鈦(Ti)，親無機(jī)部分是易水解的短鏈烷氧基或?qū)λ幸欢ǚ€(wěn)定性的螯合基，可與填料表面的單分子層結(jié)合水或羥基的質(zhì)子(H+)作用而結(jié)合于無機(jī)填料表面。而鈦酸酯的親有機(jī)部分，比較復(fù)雜，包括很多基團(tuán)如，酰氧基、烷氧基、烷基、雙鍵、氨基、環(huán)氧等等。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,81,鈦酸酯偶聯(lián)劑的分類,根據(jù)鈦酸酯偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)的不同，可以把鈦酸酯偶聯(lián)劑分成許多種，但在聚乙烯加工中應(yīng)用的主要有以下三大類。 單烷氧型 單烷氧基焦磷酯基型 螯合型,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,8

21、2,單烷氧型,單烷氧型，即分子中的親無機(jī)基團(tuán)只有一個(gè)易水解的短鏈烷氧基，因此適用于表面不含游離水而只含單分子層吸附水或表面有羥基、羧基的無機(jī)填料： 碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鋅、三氧化二銻等。 目前這一類型的偶聯(lián)劑用的最多的是(TTS)，即三異硬脂酰氧鈦酸異丙酯。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,83,單烷氧基焦磷酯基型,a. 單烷氧基焦磷酯基型，即分子中的親無機(jī)基團(tuán)是一個(gè)易水解的短鏈烷氧基，而親有機(jī)基團(tuán)為焦磷酯基。這一類偶聯(lián)劑適用于含水量較高的無機(jī)填料，如高嶺土、滑石粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂等，用這類鈦酸酯偶聯(lián)劑處理填料時(shí)，除短鏈的單烷氧基與填料表面的羥基、羧基反應(yīng)外，游離水會(huì)使部分焦磷酸酯水解成

22、磷酸酯。這類型的主要代表品種為(TTOPP-38S)，即三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,84,螯合型,這種類型的偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)中的親無機(jī)基團(tuán)是對(duì)水有一定穩(wěn)定性的螯合基團(tuán)，因此可用于處理高溫度填料，如沉淀白炭黑、陶土、滑石粉、硅鋁酸鹽等，主要代表品種有螯合100型和螯合200型，其螯合基分別為氧化乙酰氧基和二氧乙撐基。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,85,鈦酸酯偶聯(lián)劑應(yīng)用實(shí)例,用鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)填料進(jìn)行處理可以得到較好的效果，如用單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑異丙基三(十二烷基磺?；?鈦酸酯(國內(nèi)商品名稱OL-T951，美國Kenric公司型號(hào)為TTBS-95)分別處

23、理碳酸鈣和滑石粉，經(jīng)處理的填料與HDPE以20：80比例混合后，其填充體系的平衡扭矩分別比未經(jīng)處理填料的填充體系的平衡扭矩下降29%和31%(HDPE型號(hào)為2200J，偶聯(lián)劑用量為填料量的0.5%)。同一試驗(yàn)結(jié)果還表明填充HDPE體系的拉伸強(qiáng)度、彎曲彈性模量，經(jīng)偶聯(lián)處理的填充體系均高于未經(jīng)處理的填充體系。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,86,鋁酸酯偶聯(lián)劑,鋁酸酯偶聯(lián)劑是近二十年來才發(fā)展起來的一種用途廣泛的偶聯(lián)劑，它具有： 無機(jī)填料表面反應(yīng)活性大 色淺 無毒 味小 熱分解溫度較高 適用范圍廣(可以處理大多數(shù)無機(jī)填料、無機(jī)顏料和無機(jī)阻燃劑) 使用時(shí)無須稀釋以及便于運(yùn)輸和使用方便,北京化工大學(xué)材料

24、科學(xué)與工程學(xué)院,87,鋁酸酯偶聯(lián)劑處理填料表面的機(jī)理,鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)填料表面進(jìn)行處理，是由于鋁酸酯偶聯(lián)劑能與填料表面發(fā)生反應(yīng)，生成單分子層。 例如，經(jīng)過鋁酸酯處理的碳酸鈣表面的羥基消失，而且反應(yīng)生成了微量液體，經(jīng)證明是鋁酸酯偶聯(lián)劑與碳酸鈣表面發(fā)生反應(yīng)生成的丙醇。用這種處理過的碳酸鈣填充到HDPE中，比未經(jīng)處理的碳酸鈣填充到HDPE中，加工流動(dòng)性好，制品表面光亮，斷裂伸長率及抗沖擊性能提高。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,88,鋁酸酯偶聯(lián)劑應(yīng)用效果,經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑處理的各種改性填料，其表面因化學(xué)或物理化學(xué)作用生成一有機(jī)長鏈分子層，因而親水性變成親有機(jī)性。 對(duì)照實(shí)驗(yàn)表面：經(jīng)過鋁酸酯偶聯(lián)劑處理的填

25、料吸水率下降、顆粒度變小、吸油量減少，因此用于聚乙烯等的復(fù)合制品，可改善加工性能、增加填料用量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗和生產(chǎn)成本，因而有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,89,鋁酸酯偶聯(lián)劑處理的聚乙烯,經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑處理的聚乙烯填充體系，其原有表面性質(zhì)發(fā)生變化，而具有所希望的新的性質(zhì)： 如疏水性、熱穩(wěn)定性、抗靜電性,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,90,鋁酸酯起到的作用之一降粘作用,降低填充體系的粘度，改善加工性能。鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)聚乙烯填充體系有明顯的降粘作用，其效果與相應(yīng)的鈦酸酯偶聯(lián)劑一樣優(yōu)異。雖然不同品種的鋁酸酯偶聯(lián)劑的降粘效果有差異，同一品種的鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)不同填料體系的

26、降粘效果雖然不一樣，但對(duì)各種無機(jī)填料、顏料都有較好的降粘效果。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,91,鋁酸酯起到的作用之一降粘作用,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,92,鋁酸酯起到的作用之二增加填料的加入量,和鈦酸酯偶聯(lián)劑一樣，經(jīng)鋁酸酯處理的無機(jī)填料在聚乙烯中的填充量可大幅度提高，盡管不同品種偶聯(lián)劑對(duì)提高幅度的影響有所不同，但均顯著高于未處理或僅表面涂覆處理的相應(yīng)的填料填充量(指達(dá)到同樣體系粘度時(shí))。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,93,鋁酸酯偶聯(lián)劑使用量,一般為填充體系中所用填料質(zhì)量的0.31.0%。 對(duì)于注射或擠出聚乙烯硬制品，用填料量的1.0%左右。 其它工藝的制品、軟制品及發(fā)泡制品，

27、用填料量的0.30.5%。 高比表面的填料，如氫氧化鋁、氫氧化鎂、白炭黑可用1.0%-1.3%。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,94,鋁酸酯偶聯(lián)劑的加入方法,對(duì)于聚氯乙烯，經(jīng)過鋁酸酯偶聯(lián)劑表面處理的填料用法和普通填料一樣，可以直接應(yīng)用。 對(duì)于聚乙烯粒狀樹脂與填料的填充體系，最好先制成相應(yīng)的母料。,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,95,其他表面處理劑,除了上述幾種填料的表面處理劑以外，近年來人們又用有機(jī)高分子處理填料表面，尤其是塑料合金中的相容劑以及高分子超分散劑的研究和應(yīng)用給填料表面處理注入了新的活力?？捎米魈盍媳砻嫣幚韯┑母叻肿游镔|(zhì)有很多類型，如液態(tài)或低熔點(diǎn)的低聚物或高聚物、液態(tài)或低熔點(diǎn)的線型縮合預(yù)聚物、帶有極性基接枝鏈(點(diǎn))或嵌段鏈的高分子增容劑、聚合物溶液或乳液等等,北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,96,無機(jī)表面處理劑,另外，應(yīng)用無機(jī)物對(duì)填料表面進(jìn)行處理，一般是為了獲得特殊的效果和功能。無機(jī)處理劑實(shí)際上早已用于云母和各種顏料的表面處理，如二氧化鈦、氧化鐵等氧化物包覆在云母片