超细丁苯胶粉/ 聚丙烯/纳米碳酸钙三元复合材料的性能分析

1 纳米CaCO3 改性塑料的优异性能及应用

一般来说，经过纳米碳酸钙改良的复合类型材料，都具有高强度、耐热、高阻隔、光泽透明的特征，经过纳米碳酸钙改良能够将无机物的稳定性与可加工性完美的结合起来。这种纳米级的超细微碳酸钙粒子含量都比较少，一般都在10wt%以下，通常情况下仅仅占3 ～ 5wt%，但是这种材料的坚固性、强度、耐热等各种性能与常规的经过矿物填充来增强性能的塑料复合材料 保持相当的水平，因此经过纳米碳酸钙改良的复合材料的比重都很低，并且还能最有效地从根本上降低生产的成本以及制品的重量，运输更为便利。由于这些纳米粒子尺寸普遍都小于能见的波长，经过纳米碳酸钙改良的这种塑料类型的复台材料具有较高的光泽度和透明度，同时还具有防止老化、抵抗外界紫外线辐照的优良功能。这种塑料树脂能够与无机类的纳米碳酸钙很好的结合，并且在某些情况下通过纳米效应，这种经过纳米碳酸钙改性的塑料复合材料制品表现出了良好的稳定性和很好的气体阻隔性以及阻燃自熄灭性能。纳米碳酸钙可以最有效地增加或者调节塑料刚强度以及其坚韧性，以及整个材质的弯曲强度，可充分地♛提高树脂的溶解性与粘接能力，可改善塑料流变性能，从而提高这种制品的尺寸稳定性能，提高纳米碳酸钙制品表面的光洁度。在塑料行业中，我们应该使用这种高性能的纳米材料填充剂来降低塑料树脂用量，改善制品的拉伸强度等性能指标，纳米碳酸钙能赋予塑料优异的性能和具有吸引力的性价比。

由纳米碳酸钙制成的产品具有耐磨、耐腐蚀、有光泽并且光泽度高等一系列优点，并且货物的运输、产品的安装、后期的保养都较为方便，除此之外还具有优良的抗震性能，具有抵抗辐射、抗老化功能，在食品包装行业的市场有着巨大的潜力。纳米级碳酸对于改良树脂类的❣聚合物有很好的效果，并且还能用来生产高档的原料，特别是用于生产高档汽车的专用漆，可以使汽车的光泽提高，从而提高整个汽车的遮盖力。纳米碳酸钙还可以在树脂型的油墨中作为一种填料，除了能够起到一般油墨的填充材料的作用外，还具有稳定性好、光泽度高等优点。有些发达国家已经使用纳米碳酸钙来对中高档的塑料制品进行改良，随着我国建材质量标准的实施，对门窗这类制品的要求将大幅度提高，这些门窗、管材等制品对质量性能的要求都很高。我们对纳米碳酸钙进行改良，所需要的塑料的需求也在大幅度的增长。预计到05 年，我国对这种经过改良的纳米碳酸钙的需求量将达到5 万吨。纳米碳酸钙这种经过改良的复合材料还是一种全新的科技含量非常高的材料，这些纳米碳酸钙的微小粒子的特性能够增强塑料的使用功能，性能和质量都非常高。并且这种塑料材质还具有更多的一般工程的塑料所不具有的优异性能，反而通过塑料来开辟出更为广泛先进的领域，因此具有很高的应用价值和广阔的市场前景。尤其在发达国家，纳米碳酸钙在高档的制品中普遍得到使用。在最近几年，我国的纳米碳酸钙的含量也呈现出了上涨的趋势。尤其是在一些资源比较丰富的石油部门，化工产品都在持续的进行飞涨。这种情况给一些生产部门增添了不少的压力，尤其是这种橡胶塑料类的材料能够有效降低成本。对于这种高粉末的处理我们有两种方法可以使用，一种是干法，另外一种就是湿法。就是把纳米碳酸钙的粉末全部放到机器中去，并且在表面上撒上分散剂进行处理，或者是把分散剂加到碳酸钙的悬浮液中进行处理。到目前为止，我们只在国外的工业生产中看到这项处理技术的应用，在我国的发展还不够成熟与完善。这些方法所起到的作用都十分微弱，所以用来进行改良，效果都很不理想，所以这种材料应该受到限制。在国内，更多的橡胶业和塑料业采用直接添加微小的碳酸钙颗粒的方法。碳酸钙的主要作用是降低制品的成本，但是自从上个世纪以来，这类有着酸性特征的碳酸钙在塑料制品中的使用非常广泛，又由于这些粉料易于进行混炼加工处理，所以要对其进行全面的推广有一定难度。因此我们要研究纳米碳酸钙的有效的改良技术，这类材质中的聚合物的各种复合型机制，从而全面有效地推广并且应用好纳米碳酸钙，这些关键性的技术都具有十分重要的意义和作用。

2 聚丙烯的性能分析

但PP 作为结构材料使用还存在强度低、韧性低、尺寸稳定性差和耐热性不足等弱点聚丙烯具有质量轻、价格低廉、加工方便等特点，但是作为结构材料使用具有抵抗冲击能力差，韧性低，耐老化能力差和尺寸稳定性差等缺陷，这些缺点限制了其在工程领域中的应用。我们可以使用超细丁苯橡胶粉末作为一种增韧剂来全面提高聚丙烯的韧性和刚性，从而在某种程度上有效平衡改性PP 的机械性能。聚丙烯还是一种综合性能优良并且拥有十分广泛用途的一种通用的树脂，这种物质的缺点就是温度低并且韧性差。聚丙烯 作为通用的塑料之一, 具有优异的综合力学性能、稳定性和良好的流变性, 但是同时也存在很多缺点，例如韧性和耐寒性较差，并且还容易受到光、热等条件的限制，易燃烧。为了克服这些不利的因素给PP 的良好使用带来的限制。与下文不连贯这种物质的原料来源十分丰富，并且价格也相对低廉，与其它通用塑料相比，综合性能非常好，用途也很广泛。如材料构成的密度小，透明性强还有表面的光泽度非常高，耐热性和加工性能都不错。机械性能比如说自如屈服的强度都很高，并且还具♀有优良的稳定性、电绝缘性和易于成型加工等特点，尤其是制成的成品具有无毒无味、光泽性好的特点，因而被广泛应用到很多不同的领域。但PP 有具有收缩率大、低温、缺口冲击强度低等缺点。这些都大大限制了PP 的进一步使用和推广应用。在国内外对这种 PP 的改良进行了广泛的研究，并且取得了很多成果。本文通过综合描述PP 的增韧、强度的改良等研究成果。与下文不连贯弹性体的增韧的改良明显增加了P تP 的韧性，但强度和热变形温度却降低了，刚性体粒子的加入可以从根本上弥补这一缺陷，从而改善这种材料的冲击力度和拉伸的强⌘度，还可以显著降低运行的成本，提高经济效益。我们经常使用的刚性粒子有碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅和云母。

碳酸钙是我们研究最多的刚性体粒子之一，常规使用的碳酸钙根据制造方法的不同，可以分为重质和轻质两种，前者是石灰石经过机械粉碎制成的，后者是采用化学的方法来进行生产。由于碳酸钙表面的特性极性强，又不易于分散，易成团，所以目前研究主要集中在表面改性，表面改性方法有表面的接枝等方法。

3 结语

浙江大学的陈兰兰在对纳米碳酸钙改性PP 的研究中取得了丰硕的成果，把经过纳米碳酸钙改良的PP 的拉伸强度提高了l倍，冲击力和韧性提高3.5 倍。利用这种技术改性的PP 可用来制作塑料管材。淄博市信息中心报道了选用一种具有特种界面的活化剂，通过优化相应助剂，将活化的纳米CaCO3 粉粒填充改良PP，通过挤出、注射等一系列的工艺将这种材质加工成型，当然也可以直接挤出，连续地化解成单片的材料。该改性PP 的复合材料填充量大，韧性好，并且加工的流动性能好，可应用于洗衣机等各种家电的配件。