非金屬礦物填料對改性聚丙烯熔接痕強(qiáng)度的影響
滑石粉、碳酸鈣、硅灰石、云母粉、硫酸鋇等是聚丙烯（PP）填充改性常用的無機(jī)填料，其形狀主要有顆粒狀、纖維狀、片層狀等，非金屬礦物含量、粒徑、類型等對填充PP復(fù)合材料熔接痕強(qiáng)度具有重要影響。
1、礦物填充PP復(fù)合材料試驗
（1）原料
滑石粉：粒徑800目、1250目、3000目、5000目、8000目，編號分別為TALC-1、TALC-2、TALC-3、TALC-4、TALC-5；
碳酸鈣：粒徑1250目、3000目、5000目，編號分別為CC-1、CC-2、CC-3；
硅灰石：粒徑400目、1250目，編號分別為WS-1和WS-2；
云母粉：粒徑325目、800目，編號分別為MICA-1和MICA-2；
硫酸鋇：粒徑1250目、3000目，編號分別為BAS-1和BAS-2；
玻璃纖維：單絲直徑13μm、直徑10μm，編號分別為GF-1和GF-2。
（2）試驗方法
將各種原材料混合均勻后通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出造粒的加工條件為：各區(qū)加工溫度180-210℃之間，主機(jī)轉(zhuǎn)速650r/min，真空度為-0.08-0.04MPa?？紤]到實(shí)際應(yīng)用情況，硅灰石和玻璃纖維加料從擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入。
將上述擠出粒料在注塑機(jī)上注塑成符合ISO 527-1/2 Type 1A標(biāo)準(zhǔn)的普通啞鈴型拉伸和帶熔接痕的啞鈴型拉伸試樣，并測試普通拉伸樣條性能、熔接痕強(qiáng)度性能和微外觀測試。
2、礦物種類及粒徑對PP填充材料的影響
熔接痕的強(qiáng)度取決于界面處高分子鏈?zhǔn)欠裼凶銐虻臅r間和能量來進(jìn)行擴(kuò)散，以形成分子鏈的纏繞。
主要原因是兩股料流對沖時球型結(jié)構(gòu)礦物對兩股料流前端的分子鏈相互纏繞影響小，而片層結(jié)構(gòu)礦物在兩股料流對沖時前端的片層很難相互嵌插從而導(dǎo)致分子鏈纏繞困難，針狀礦物對兩股料流前端分子鏈纏繞的影響介于球型結(jié)構(gòu)與片層結(jié)構(gòu)。
如添加球型結(jié)構(gòu)的碳酸鈣或硫酸鋇其熔接痕強(qiáng)度保持率在84%以上，而添加片層結(jié)構(gòu)的滑石粉或云母粉其熔接痕強(qiáng)度根據(jù)粒徑大小不同在72%-84%不等。
（2）小粒徑的礦物對熔接痕的影響小于大粒徑。主要原因是粒徑越小對兩股料流前端的分子鏈相互纏繞影響越小。
如添加片層結(jié)構(gòu)的滑石粉其粒徑從800目到8000目不斷増加時，其熔接痕強(qiáng)度保持率從73.8%上升至84.6%，添加球型結(jié)構(gòu)的碳酸鈣其粒徑從1250目到5000目不斷増加時，其熔接痕強(qiáng)度保持率從84.5%上升至87.1%。
（3）在所有的礦物填充PP中玻璃纖維對熔接痕的影響最大，熔接痕強(qiáng)度保持率下降至60%以下。主要原因一方面是玻璃纖維在PP中的保留長度很大嚴(yán)重影響了兩股料流前端分子鏈的相互纏繞，另一方面玻璃纖維的加入使得整體流動性變差，這在相同的注塑工藝下兩股料流相互接觸所用時間比其他礦物要長，耗時越長最前端的熔體溫度也會越低，進(jìn)而阻礙了分子鏈的相互纏繞。
3、礦物含量對熔接痕強(qiáng)度的影響
5、結(jié)論
（1）填充聚丙烯復(fù)合材料的熔接痕強(qiáng)度與填充的礦物種類、粒徑以及含量有著密切的關(guān)系。
（2）球型結(jié)構(gòu)礦物填充PP的熔接痕強(qiáng)度保持率比片層礦物填充PP的熔接痕強(qiáng)度保持率高。
（3）相同礦物種類，不同的粒徑對PP復(fù)合材料的熔接痕強(qiáng)度保持率影響不同，礦物粒徑越小熔接痕強(qiáng)度保持率越高。
（4）相同礦物種類、相同的粒徑，不同的礦物含量對PP復(fù)合材料的熔接痕強(qiáng)度保持率影響不同，礦物含量越高熔接痕強(qiáng)度保持率越低。
來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng)
