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礦粉填充聚丙烯的耐刮擦性能影響因素
礦粉填充聚丙烯（PP）作為最廣泛的一類改性PP材料，很好地彌補(bǔ)了PP耐溫性差、易翹曲變形、成型收縮率大的缺陷，并且能在一定程度上降低材料成本，從而極大程度地?cái)U(kuò)展了PP在家電、汽車、玩具、燈飾等領(lǐng)域的應(yīng)用。但礦粉填充PP的屈服強(qiáng)度較低，材料表面易被外力刮傷，使得產(chǎn)品外觀不佳并造成一定程度的應(yīng)力集中而存在一定的使用安全風(fēng)險(xiǎn)。為此，公牛集團(tuán)股份有限公司通過熔融共混制備了礦粉填充聚丙烯(PP) 復(fù)合材料，探究了礦粉種類、不同韌性基體樹脂和潤滑劑對填充PP耐刮擦性能的影響。
1、礦粉種類的影響 選擇的礦粉有滑石粉、碳酸鈣、硅灰石，這3種礦粉對PP耐刮擦性能影響如下： （1）添加三種礦粉后，PP的耐刮擦性能均有所降低； （2）在三種礦粉填充PP中，硅灰石填充PP耐刮擦性能最好，而碳酸鈣和滑石粉填充的PP耐刮擦性能相差不大； （3）以20%滑石粉填充PP為例，在配方中添加不同比例的馬來酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）后，材料耐刮擦性能隨PP-g-MAH含量增加而提高，當(dāng)PP-g-MAH質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到12%之后趨于穩(wěn)定； （4）以20%滑石粉填充PP為例，隨著滑石粉粒徑減小，材料耐刮擦性能逐漸提高，當(dāng)滑石粉粒徑為4 μm時(shí)，材料耐刮擦性能最好。 2、基體樹脂的影響 以20%滑石粉填充PP為例，選擇的PP基體樹脂有均聚PP、共聚PP、高結(jié)晶PP和增韌PP[增韌PP基體由共聚PP、均聚PP和線型低密度聚乙烯（PE–LLD）組成，質(zhì)量比為37／35／8]，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以增韌PP為基體的材料耐刮擦性能最好，其次是共聚PP，普通均聚PP 和高結(jié)晶PP。 3、潤滑劑的影響 以20%滑石粉填充PP為例，選擇的潤滑劑為了芥酸酰胺和硅酮母粒，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著潤滑劑含量的增加，材料的耐刮擦性能變好，其中芥酸酰胺類潤滑劑在質(zhì)量分數(shù)約為0.5%時(shí)就可以達(dá)到一個(gè)較好的耐刮擦效果，而達(dá)到相同耐刮擦效果需要加入約5%的硅酮。在此含量下再繼續(xù)增加此類潤滑劑含量對PP耐刮擦性能提升不再明顯。 總結(jié) 在本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)得到的結(jié)論如下： （1）礦粉的硬度越高、粒徑越小、與基體的粘結(jié)作用力越大、分散性越好，越有利于增加材料抗刮擦形變能力。 （2）礦粉填充PP中可活動(dòng)分子鏈越多，材料的塑性形變恢復(fù)能力越強(qiáng)，耐刮擦性越好。在添加少量的PE–LLD后，可以提升PP材料在產(chǎn)生塑性形變后的恢復(fù)能力，并且可以降低PP表面的摩擦系數(shù)，極大程度地減少刮擦后材料表面溝壑的深度與寬度，提升材料耐刮擦性。 （3）添加極少量的芥酸酰胺或少量的硅酮會(huì)在材料表面形成良好的潤滑膜，但隨著兩者含量繼續(xù)增加，礦粉填充PP的耐刮擦性能提升不再明顯。
