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楼主 发表于：2006-06-19 14:06:24 JL-G02A型填料超分散改性剂是一种多功能的高分子超分散剂,含取代氨端基类多锚固基团的多官能团结构,通过“锚”基团的多点吸附同时进行化学反应对填料粒子表面改性，到达完全的表面化学反应性包覆，使填料表面有机化，从而有效的降低填料的表面能，另外,改性剂大分子中的聚合物长链对基体高分子材料具有很强的亲合性和相容性,使复合材料体系容易加工。SEM照片表明改性填料（碳酸钙、滑石粉、云母粉等）用于PP、PE、PA、ABS、PVC以及橡胶、涂料等填充改性复合材料界面粘接优良，无界面分离现象，整个复合材料体系形成丝状相互牵缠在一起，从而形成大量银纹结构使制品的力学性能得到提高。目前该产品在改性工程塑料及填充母料等对无机填料填料表面改性中得到广泛的应用.是传统偶联剂\\表面活性剂的换代产品.
新型填料改性剂不断出现，处理方法很多，希望有兴趣的朋友一起探讨。回复 1楼 |
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碳酸钙、滑石粉是高分子复合材料中广泛使用的无机填料。在橡胶、塑料制品中添加碳酸钙、滑石粉等无机填料，可提高制品的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性及刚度等，并降低制品成本，但无机填料亲水疏油的表面特性，使其与高分子材料相容性差，因此加工中易形成不规则的聚集体，造成在高聚物内部分散不均匀，从而产生界面缺陷，导致制品的物理机械性能降低。为了克服碳酸钙应用上的自身缺点，改善其与高分子材料的相容性和分散性，使其成为一种功能性补强增韧填充材料， 必须对其进行表面改性。 无机填料表面改性常用方法 1. 干法就是填料在干态下借助高速混合作用和一定的温度下使处理剂均匀的作用于填料粉体颗粒表面，形成一个及其薄的表面处理层。 2. 湿法是将处理剂溶解在溶剂，通过填料表面吸附作用或者化学作用使处理剂结合在填料表面。 关键是要选择合适的处理剂、处理设备及工艺,满足改性填料的不同用途。 |
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由于粉体间普遍存在着范德华力和库仑力，粉体的细化过程实质上是以粒子的内部结合力不断被破坏，体系总能量不断增加的过程。因此从热力学角度来看，粉体有自发凝聚的倾向，而且颗粒越细小，团聚越严重。因此如何使团聚体解聚，使颗粒均匀分散成为首要问题。研究表明，影响粉体分散的主要原因是：A、液桥力：当粉体受潮时，此力最大；B、范德华力; C、静电力，不同电荷吸引力是粉体团聚的第三大因素。对于粉体在高分子材料中的分散，一是常温下的分散混合，二是熔融状态下的分散混合，这两个过程都要求做到分散均匀。由于表面改性是依耐改性剂在粉体表面进行吸附\\反应\\包覆或成膜来实现的表面改性，它可以降低粉体表面能。因而表面改性起到的第一作用是使粉体在高分子材料中得到迅速、均匀的分散。此时表面改性剂也起到分散剂的作用。 粉体不加处理加入到高分子材料中去，填料与聚合物之间存在明显的界面，如同在基体树脂中存在许多空洞，在外力作用下能承受外力的有效截面积减小，填充材料的力学性能变差。 |
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经过表面改性后的粉体加入到高分子中去会有着良好的结合，首先是粉体被浸润，液态树脂对粉体良好的浸润产生物理吸附。然后是改性剂的化学键将有机体和粉体通过改性剂的非极性基团深入到基体内部或形成化学链，从而形成界面缓冲层。 通过表面改性使粉体填料与基体树脂之间形成的良好界面结合，可以大大提高复合材料的机械力学性能。 经表面改性处理后的粉体在有机分散介质中的填充量可以大幅度提高。不同的改性剂对提高幅度的影响有所不同，但均显著高于未处理的粉体。未加处理轻钙其添加比例最大只为0.4，而表面处理后的轻钙的添加量可达到0.8、1，甚至达到1.2。 |
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高性能复合改性填料生产方法 优选超细轻质碳酸钙（平均粒径1 ~ 5微米，白度大于92 %，不含颗粒杂质等）或超细重质碳酸钙（１２５０目以上），于卧式或者立式高混机中，按: 100Kg轻质碳酸钙添加 1.5 ~ 2.0Kg JL-G01表面改性剂，1.5 ~ 2.0Kg JL-M01加工改性剂，0.5 ~ 1.0Kg 分散改性剂 三种添加剂一起加入------ 卧式高混机加温混合，110 ~ 165℃，混40 ~ 60分钟； 立式高混机从低速到高速，110 ~ 165℃，混20 ~ 30分钟； 即得到复合改性填料。该产品可以实现高填充，广泛用于PVC管材、型材、板材及电缆料等生产，可在原配方基础上另外添加8 ~ 15份，原配方及工艺条件基本不变，达到降低制品成本，同时制品可以保持较好的物理机械性能及良好的光泽度。 该配方产品已经在许多知名厂家得到成功应用！ |
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表面包覆性改性剂是指表面活性剂与粒子表面无化学反应，包覆层与粒子间靠物理或物理化学作用而结合的改性方法。 沉淀包膜改性即利用表面改性剂间的沉淀反应，生成的沉淀物均匀地沉淀在粒子表面上，可形成包膜而改性。 表面活性剂改性表面活性剂作表面改性剂，可以吸附在粒子的表面而形成有机包覆。 粉体/粉体包覆改性即设法使小粒子粘附在较大的包膜上，若小粒子的熔点低，可加热使小粒子熔化而形成包膜。若大粒子熔点低，可加热使其包膜软化，让小粒子嵌入而覆盖牢固。 此外，还有机械化学反应改性、高能改性、高速气流冲击改性和等离子体处理改性等。 |
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不同树脂、不同填料、不同用途应选择不同的表面改性剂 填充剂多数是无机物,必须考虑到它与基体树脂的相容性。有机聚合物分子结构及物理形态和无机物(粉体填料)不相同,两种结构不相同的材料不可能结合在一起,选用具有多官能团的表面改性剂,通过化学链或缠绕将填料与树脂紧密牢固地结合起来。 填料表面形状十分复杂,在粉碎加工过程中,其表面物理结构发生变化,如局部发生龟裂层,遭破坏后呈粗糙面,表面凹凸点增多,导致表面化学结构与内部化学结构不同;尤其表面官能团的存在,能和空气中的水或氧发生反应,沿表面层方向及垂直于表面层的断面都有 ＯＨ存在;表面吸附水的影响很大;碳酸钙、滑石粉、云母粉、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等填料表面存在多种形式的 ＯＨ基,表面结构复杂。无机填料表面结构与聚合物分子结构相关悬殊,导致复合体系的界面难以形成良好的粘接,因此,对无机填料进行表面改性处理,是改善和提高复合塑料性能的重要途径。 |
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碳酸钙改性前后流变性能比较 我们将普通碳酸钙和改性碳酸钙分别按配方混料，室温放置8hr后在PLE331型转矩流变仪进行流变实验，结果如表 表 流变实验结果* 名 称 最大扭矩/N.m 平衡扭矩/ N.m 塑化时间/S 熔融温度/℃ 普通CaCO3 37.4 25.0 150 187 改性CaCO3 34.3 24.1 120 186 *配方：PVC 100份 复合稳定剂 5份 KM355P 6 份 普通CaCO3 或改性CaCO3 15份 从表可以看出，加入改性碳酸钙与普通碳酸钙相比，扭矩降低，塑化时间明显缩短，熔融温度下降，塑化速度变快，说明改性碳酸钙与PVC体系相容性好，有利于加工，可提高挤出速度，使制品外观光滑细腻。这是由于改性碳酸钙表面化学键合的改性剂与PVC树脂具有良好相容性，表现出强的内润滑作用，从而削弱了PVC分子间的作用力，使得体系流变性能改变。同时也说明在同等条件下，改性碳酸钙可以增加填充量，也能达到良好的加工性能。 |
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PP试验配方性能比较 采用经JL-G02改性剂、钛酸酯偶联剂及铝酸酯偶联剂处理的碳酸钙分别制样，试样在INSTRON4466型万能材料试验机上测试，测试结果见表 测试结果比较 名称 空白 铝酸酯 钛酸酯 JL-G02改性剂 添加量 % 0 2.0 2.0 2.0 碳酸钙 份 30 30 30 30 拉伸强度 Mpa 29.97 30.22 31.29 34.14 扬氏模量 Mpa 2853.3 2702.1 2852.5 2956.9 断裂伸长率 % 5.954 15.747 18.864 28.836 注： 配方 PP 70份 碳酸钙 30份 加工助剂适量。 |
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碳酸钙的表面改性，主要是依靠改性剂在碳酸钙表面的吸附、反应、包覆、或成膜来实现的，因此，表面改性剂对于碳酸钙的表面改性及表面处理具有决定性作用。它在碳酸钙粒子与材料中的基质及其它组份之间起“桥联”作用。 碳酸钙的表面处理往往都有其特定的应用背景或应用领域。因此，选用表面改性剂必须考虑处理物料的应用对象。例如，用于高聚物基复合材料、塑料及橡胶等碳酸钙填料表面改性剂，既要能够与碳酸钙表面吸附或反应，覆盖于粒子的表面，又要与有机高聚物有较强的化学作用。因此，从结构上来说，表面改性剂应是一类具有一个以上能与碳酸钙表面结合的官能团和一个以上能与有机高聚物结合的官能团的化合物。 JL-G系列表面改性剂适用与各种不同的高聚物/碳酸钙的复合材料体系。经改性剂处理后碳酸钙，填充在有机高聚物中，可使高模量碳酸钙和低模量有机高聚物的界面区间能进行适当的应力转移，使界面皮模具具有可性，以防止粉末和基材界面剥离及局部应力集中而发生龟裂，又使碳酸钙填料有机化，即使增大填充量，仍可以较好地均匀分散，从而改善制品的综合性能，特别是抗张强度、冲击强度、柔韧性和挠曲程度等. |
