微晶白云母/PVC复合材料制备及其力学性能研究

摘要

微晶白云母是中国川西地区发现的一种新型矿物资源，除具有白云母类矿物的优良性能外，还具有天然超细，易加工等特点，在许多聚合物材料领域具有广阔的开发应用前景。 论文以微晶白云母粉体为原料，以硅烷KH-550为改性剂，对煅烧前后的微晶白云母进行改性研究，利用粘度、红外光谱对改性粉体进行表征，优化改性工艺条件。采用熔融共混法制备微晶白云母/PVC复合材料，研究其力学性能、探讨了微晶白云母用量对微晶白云母/PVC复合材料的力学性能的影响、并采用扫描电子显微镜观察了其微观结构，取得了如下主要研究成果: (1) 煅烧前的微晶白云母，硅烷KH-550的较佳用量为1.2％～1.4％；煅烧后的微晶白云母，硅烷KH-550较佳用量为1.4％；偶联剂与微晶白云母表面主要以物理包覆作用为主。 (2) 随微晶白云母添加量的增加，微晶白云母/PVC复合材料的拉伸强度先降低后升高，在微晶白云母添加量为15％时出现最大值，随后开始降低。对于煅烧前改性的微晶白云母：拉伸强度的最大值为71.37MPa，比纯PVC提高了19.61％；对于煅烧后改性的微晶白云母：拉伸强度的最大值为73.53MPa，比纯PVC提高23.23％。 (3) 微晶白云母/PVC复合材料的缺口冲击强度，随着微晶白云母添加量的增加先升高后降低，在微晶白云母添加量为10％时出现最大值。对于煅烧前改性的微晶白云母：冲击强度最大值为4.28kJ/m2，比纯PVC提高了39％；对于煅烧后改性的微晶白云母：冲击强度最大值为4.47kJ/m2，比纯PVC提高了45.1％。 (4) 微晶白云母/PVC复合材料的邵氏硬度，随着微晶白云母的加入量的增加而增大。在微晶白云母相同添加量15％时，对于煅烧前改性的微晶白云母：硬度值为86.38，比纯PVC提高了5.34％，对于煅烧后改性的微晶白云母：硬度值为86.75，比纯PVC提高了5.79％。 (5) 综合对比分析力学性能数据发现，改性能够有效的提高微晶白云母/PVC复合材料的力学性能，而煅烧对复合材料力学性能提高的作用不是很有效，结合经济方面的因素考虑，可以不采用煅烧的工艺。