高填充碳酸钙母料的制备及性能研究

碳酸钙以资源丰富、价格低廉、色泽洁白、综合性能良好而成为填料中的首选品种,是塑料加工中使用最广泛、用量最大的无机填料,填充母料在聚合物体系中的应用也有,但是许多工作不够细致,应用时有局限性。研究了偶联剂种类及用量、密炼时间等对母料的加工流动性、力学性能以及碳酸钙在基体中的分散性的影响。

在确定偶联剂种类及用量的基础上,研究了母料在密炼机中密炼时间与其性能的关系。

可以看出,随着母料密炼时间的延长,随着母料密炼时间的延长,树脂断裂伸长率先上升,当密炼时间达到12min左右以后,断裂伸长率呈下降趋势。

选用4种不同粒径碳酸钙,结合以上结果对其进行活化处理,制成母料和吹膜料,进行力学性能测定,结果发现拉伸强度、断裂伸长率随碳酸钙粒径的细化呈先升后降的趋势。

制备填充量较高的几种母料,分别将母料填充到LLDPE基体树脂中制成吹膜料,改变吹膜料中碳酸钙含量,研究其对母料加工流动性能和力学性能的影响。

可以看出,母料的加工流动性能以及吹膜料的断裂伸长率都随着碳酸钙含量的增加而降低,这符合无机填料填充塑料的一般规律。在用料中碳酸钙含量较低且相同的情况下,碳酸钙含量为65%和70%的母料比75%母料的综合性能优越;但当用料中碳酸钙含量超过约15%以后,恰恰相反。

同时,碳酸钙含量为65%的母料性能都比70%母料的性能好,随着用料中碳酸钙含量进一步增加。

结论

采用质量分数为2%的复合型偶联剂对碳酸

钙表面进行处理,降低体系粘度,提高了碳酸钙与LLDPE的结合力。密炼约12min时,碳酸钙在基体树脂中分散均匀,母料性能优异。母料的力学性能随着碳酸钙的粒径细化是先上升后下降的,从母料性能以及经济成本等方面综合考虑,选粒径大小为10.2μm的碳酸钙为宜。吹膜料随碳酸钙含量的增加,综合性能下降;碳酸钙质量分数为75%的母料制得的吹膜料综合性能随碳酸钙质量分数的增加下降趋势相对较平缓。

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