凹凸棒土在工程塑料中的应用进展.pdf

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1、工程塑料应用2011年，第39卷，第1期凹凸棒土在工程塑料中的应用进展臧亚南徐冬梅刘琼琼(徐#132业职业技术学院材料工程系，徐州221140)摘要综述了凹凸棒土在工程塑料中的开发应用情况，介绍凹凸棒土的结构及改性方法，着重阐述了凹凸棒土与聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、氟塑料、聚酰亚胺制备复合材料的方法及性能。对目前存在的问题进行分析，指出今后的研究方向。关键词凹凸棒土工程塑料复合材料工程塑料的品种很多，通常分为通用工程塑料和特种工拌，采用絮凝沉降、离心沉降、水力旋流、摇床等选矿工艺，分程塑料两大类。与通用塑料相比，工程塑料具有更高的力学离去除杂质以提

2、高凹凸棒土的相对含量。凹凸棒土的改性能、能经受较宽的温度变化和较苛刻的环境条件，具有较性方法很多，常用改性方法有酸化法、偶联剂处理法--、高的尺寸稳定性，可在工程中作为结构材料，广泛应用于机超声波分散法等。因高分子材料的性能差别很大，根据械、电子、汽车及航空航天等领域。不同的材料应采用不同的方法。无机一有机复合材料因其兼有机物和无机物的优点，凹凸棒土的粒度和纯度、表面处理、在高分子材料中的且可以在力学、光学、电学和磁学等方面赋予材料许多优异分散性及其优异性能，是在高分子材料中应用研究的重点和的性能，正成为材料科学研究的热点。凹凸棒土作为无机材热点

3、。料具有来源广泛、价格低廉的优点。近年来，将其通过一定2凹凸棒土在通用工程塑料中的应用的途径制成改性的填充增强剂并与某些聚合物制备复合材2．1聚酰胺(PA)／凹凸棒土复合材料料已成为一个热门课题。在所有的工程塑料中应用最早的品种就是PA，常用的1凹凸棒土的结构和改性有聚己内酰胺(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)、聚癸二酰己1．1凹凸棒土的结构二胺(PA610)等。与其它工程塑料相比，PA具有力学强度凹凸棒土是一种层链状过渡结构的以含水富镁硅酸盐高、电气性能良好、耐磨、抗震吸音、耐油、耐弱酸和弱碱及一为主的粘土矿，其理想化学分子式为Mg5SiO

4、：。(OH)些有机溶剂、易于成型加工等优良的综合性能。但其刚性和(OH)·4H0”-2]，具有独特的吸附、脱色、悬浮、触变、胶耐热性不佳，吸水率大，使制品的稳定性和电性能变差，限体、充填、流变性、热稳定性和抗盐性等物理化学性能，被誉制了其在某些领域的应用。目前凹凸棒土在PA类材料中为“千种用土、万土之王”。从最初发现迄今已有100多年的应用研究主要集中在凹凸棒土的改性、复合材料的加工方历史。凹凸棒土产地的地质环境特殊，其应用广泛及巨大法及对PA类材料性能的影响等方面。的潜在应用价值使其在粘土矿物学、材料科学、物理化学及(1)PA6／凹凸棒土复合材

5、料土壤科学环境工程中受到重视。凹凸棒土与PA6制备复合材料时可用以下方法进行改我国对凹凸棒土的研究起步比较晚，发现于1979年，其性：稀盐酸改性¨；硅烷偶联剂改性¨；十六烷基三甲基中苏、皖矿带是目前国内唯一探明具有工业利用价值的储量溴化铵和2，4．二异氰酸酯改性；聚丙烯酸钠及偏磷酸钠大、质量好、易开采的凹凸棒土矿，探明地质储量超过1亿t。改性等。■所含凹凸棒土的类型主要有蒙脱石型、凹凸棒型、白云石型复合材料的加工方法包括共混法”和原位聚合和碳酸钙型4种。与发达国家相比，我国凹凸棒土的研发、法”。共混法所使用的设备主要是双螺杆挤出机，通生产和加工水

6、平比较落后，国家非金属矿加工业基础比较薄过螺杆径向和轴向的往复运动，使改性后的凹凸棒土和PA6弱，目前凹凸棒土被广泛用作吸附剂、催化剂及载体、钻井泥组成的熔体不断地被切断、翻转、捏合和拉伸。由于在径向浆增稠剂、粘接剂、饲料添加剂等。和轴向上同时混炼，增强了混炼效果，保证了最佳的分散混1．2凹凸棒土的改性合和分布混合，因而在较短的时间内就能得到性能均一的复天然凹凸棒土因其中含有较多的共生杂质，从而使它在合材料。原位聚合法是将改性后的凹凸棒土与s一己内酰胺工业使用中受到很大的影响。为了提高凹凸棒土的质量以单体共同置于反应釜内，强烈搅拌，升温并加压聚合

7、，干燥后满足工业发展的需要，通常在使用前对其进行前处理及改得到产品。原位聚合法能够改善凹凸棒土和PA6的相容性。前处理主要是提高凹凸棒土的含量和改善其分散性。性，无机填料在聚合物中分散较好，但制备方法较为繁琐。工业上的方法为：粗选并粗破碎原矿，经充分吸水、浸泡、湿挤压后，在有或无分散剂的情况下对低浓度水悬浮液强力搅收稿日期：2010·11-01臧亚南，等：凹凸棒土在工程塑料中的应用进展97通过上述方法制得的PA6／凹凸棒土复合材料具有以下加，PET的韧性显著提高，而材料的拉伸强度下降不大。特点，凹凸棒土在PA6中分散较均匀，材料力学性能较(2)P

8、BT／凹凸棒土复合材料好¨，其拉伸强度、冲击强度均优于纯PA6；随着凹凸棒PBT于2O世纪7O年代后实现工业化生产，是通用工程土含量的增