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粒度对塑料性能的影响
时间:2013-01-23 点击次数:1412

 粒度对塑料性能的影响

所谓塑料,是靠着由一个小分子(单体)在适当的条件下,通过加成等化学反应,被链接成等同的或者类似的多分子而生成的大分子聚合物。常见的塑料主要有PE聚乙烯塑料、PP聚丙烯塑料、PS聚苯乙烯塑料、PVC聚氯乙烯塑料。随着对塑料及其填料研究的深入,科研人员发现,粒度对材料的性能的影响起重要作用,粒度控制已经成为必不可少的重要环节,粒度分析成为塑料的研究与生产工艺控制的重要步骤。
一、粒度对PVC材料的影响
悬浮PVC树脂由形状和粒径不同的颗粒群组成,颗粒粒径大小及分布对树脂的塑化加工性能有很大的影响。一般颗粒粒径小且分布窄,增塑剂吸收性能好,增塑物料颗粒更易破碎和熔融,加工流动性能优异,粒径分布太宽,会产生塑化不均匀的现象。但由于悬浮聚合条件所限,PVC树脂的粒径小,分散剂的用量越多,外皮膜越厚,不利于熔融。PVC颗粒粒径大小及分布,对科研及生产都是非常重要的基础数据。
二、粒度对塑料填料的影响
塑料作为工程材料使用时,其刚性与韧性都很出色。为了开发出具有更优性能的材料,一般都会采取加入填料即塑料助剂的手段。为了提高塑料的刚性,我们一般加入填料,但常规粒度的填料在提高刚性的同时,可能会导致塑料的韧性下降;当加入像橡胶类增韧材料增强韧度的同时,又会导致塑料刚性的降低。研究发现,当填料的粒度达到微米级或纳米级别时,即超细填料,加入塑料中会使其冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率等机械性能同时升高。当然,这种升高不是无限的,一般在填加量达到一定时,其机械性能便会达到极限,超过此范围后便开始下降。一般来说,填料的粒度越小,极限值越大;填料的粒度越大,极限值越。滑石粉就是zui常见的塑料助剂。滑石粉作为填料广泛应用于聚丙烯、聚乙烯、ABS树脂、PS、尼龙树脂等塑料之中。
研究表明,在实验范围内随着滑石粉含量的增加,400滑石粉会使复合体系拉伸强度降低较多,冲击强度基本不变;800及1250滑石粉则使复合体系拉伸强度降低明显减少,同时显著增加体系的冲击强度线性膨胀系数结果显示,滑石粉的引入能明显降低PVC体系的线性膨胀系数,滑石粉粒径尺寸为800和1250时降低幅度比400时明显。 
这主要是因为,随着填料粒度的减小,填料的比表面积增大,填料与树脂的接触面积增大,在塑料受到冲击时,会产生更多的微细裂缝及变形,从而吸收更多的冲击能,机械强度增大;当填料的加入量超过一定量时,粒子之间因浓度大而过于接近,导致裂缝变大,机械强度降低。
作为近年来蓬勃发展的木塑复合材料,就是通过木粉等废植物纤维混合成新的木质材料与聚乙烯、聚丙烯等塑料混合合成的。研究人员研究了木粉粒径对复合体系力学性能的影响。结果表明:随着填充PVC木粉粒径的变化,PVC/木塑复合材料的冲击强度和弯曲强度出现先上升后下降的趋势,这种趋势被PVC/木塑复合材料电镜照片所证实。100目木粉,粒径适中,PVC树脂和木粉界面相容性好,冲击强度和弯曲强度出现zui大值
三、激光粒度法研究塑料性能
传统的粒度分析方法主要是借助筛子进行的筛分法,这种方法的优点是投入成本低,然而筛分法的缺点是精度低、费时、重复性差,特别是测定粒度分布。而激光粒度法则具有操作简便、精度高、重复性好等优点。现在,激光粒度法正逐渐成为研究粒度的主要的研究方法。国内在这方面研究起步较晚,但取得的成绩是显著的。济南微纳作为国内zui早开展激光粒度研究的代表,被称为中国颗粒测试技术的者。

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