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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。
