(우한 이공대 자원 및 환경공학원, 호북 우한 430070)

규회석 분말의 표면 개조성 효과와 ABS 플라스틱을 충전하는 역학 성능 연구에 따르면 각기 다른 개질제, 개질제 사용량, 수정시간이 규회석의 개조효과에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 브롬-(메틸아크릴산소기) 프로필 삼갑산소 실리콘산 변성 규회석 충전공학 플라스틱 ABS 는 복합재의 강성과 용융 유동성을 높였지만, 다른 역학 성능은 약간 떨어졌지만, 엔지니어링에서의 응용에는 영향을 주지 않았다. ABS 플라스틱의 비용도 절감했습니다. 충전량이 20% 이면 비용이 15% [1 ~ 6] 절감됩니다.

규회석 수정; 채우기; ABS.

제 1 저자 소개: 장링연, 후베이 성 우한 이공대 자원 및 환경공학대학 부교수. 주요 연구 방향은 비금속 광물 재료와 그 응용이다. 연락처 전화: 027-87882 128.

규회석은 체인형 실리콘산에 속하며 화학분자식은 CaSiO3 입니다. 분쇄 후 입자는 섬유 또는 침상 모양입니다. 규회석은 독이 없고, 오일 흡수량이 낮고, 흡수율이 낮고, 열 안정성과 화학적 안정성이 우수하며, 백색도가 높고, 독특한 분말섬유를 가지고 있어 용도가 광범위하다. 개성 규회석 가루는 개선된 표면 성질로 소수성과 친유 능력을 높였다. 플라스틱, 고무 베이스 재료에 적용할 때 더욱 고르게 분산되고 베이스 소재와의 친화력이 강하여 플라스틱, 고무 제품의 역학 성능 및 노화 방지 성능을 향상시킬 수 있습니다. 엔지니어링 플라스틱은 구조 재료로 사용할 수 있는 플라스틱으로, 넓은 온도 범위와 오랜 시간 동안 우수한 성능을 유지하고, 높은 기계적 응력을 견딜 수 있으며, 열악한 화학 및 물리적 환경에서 중장기 [1] 을 사용할 수 있습니다. 그러나 일반 플라스틱에 비해 엔지니어링 플라스틱은 가격이 비싸 사용이 제한되어 있다. 본 실험은 규회석의 표면 개조를 통해 개성 조건이 개성 효과에 미치는 영향을 분석하고, 개성 규회석 충전 ABS 의 성능을 연구했다.

I. 실험

(a) 주요 원료, 장비 및 장비

수지 기재는 ABS (아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌의 공중합체), 중국 석유 길림석화회사입니다. 규회석 분말, 원광은 청해두란현 헤이즈에서 왔으며, 규회석 광물 함량은 90% 이상, CAO41.74% 입니다. SiO25 1.25%, d90 13.8 1μm, 가로세로비1/kloc-0 실란 커플 링제, γ-아미노 프로필 트리 에톡시 실란 (WD-50), γ-(2,3-에폭시 아크릴) 프로필 트리 메틸 실란 (WD-60), γ-(메틸 아크릴 옥시) 프로필 트리 메 톡시 실란 (WD-60) 변형 보조제 암모니아 (분석 순수), 상업용; 플라스틱 첨가제에는 가소제 (DEP), 항산화제 (10 10), 분산제 (파라핀) 및 윤활제 (경지산 칼슘) 가 포함됩니다.

GH- 1 형 실험실용 고속 혼합기, 베이징 영특 플라스틱 기계 공장 난징 고무 기계 공장 SJSH-30 트윈 스크류 복합 압출기; 냉조기, LQ- 100, 난징 고무 기계 공장 사출 성형기, CJ50E-2, zhende 플라스틱 공장; 정적 물방울 접촉각 측정기, JC2000A, 상하이 진중 디지털 기술 설비 유한 회사 스캐닝 전자 현미경, 일본 제올 회사; 전자 인장 시험기, RGD-5, 선전 레겔 기기 유한 회사 무석시 계량과학연구원 바레트 경도계, HBA-1 심천 새로운 두 번 생각 재료 테스트 유한 회사 ZRZ-40 용융 흐름 속도계 .....

(2) 규회석 분말의 표면 개질

규회석 가루의 친수성유로 인해 ABS 와의 호환성이 떨어진다. ABS 와의 호환성을 향상시키기 위해서는 중합체 체계에서의 분산을 높이기 위해 표면을 수정해야 합니다. GH- 10DY 고속 반죽기를 사용하여 표면을 개조하고, 혼합 속도는1250R/분, 암모니아 사용량은 1%, 암모니아와 증류수는 2:/KK 입니다 수정 프로세스는1[2,5] 와 같습니다.

그림 1 규회석 분말의 표면 개질 과정

(3) 효과 테스트 수정

1. 습윤 접촉각

정적 드롭 접촉각 측정기로 개성 규회석 분말의 젖은 접촉각을 측정하고 용액을 물로 테스트합니다.

2. 활성화 지수

일정량의 개성 규회석 분말을 비이커에 넣고 증류수를 넣고 심하게 섞고 층을 고정시킨 다음 각각 부동물 M 1 과 침전물 M2 를 제거하고 건조후 무게를 재며 활성화율은 M1/(M/Kloc) 입니다

(4)ABS- 규회석 복합체의 제조

한 번에 총 샘플 수는 600g； 입니다. 플라스틱 첨가제의 사용량은 DEP 2%, 항산화제 10 10 0.5%, 파라핀 0.5%, 경지산 칼슘 0.2% 입니다. 압출 과립 공정 매개 변수: 압출 온도 170 ~ 185℃, 스크류 속도 140 ~ 160 r/min 사출 성형 프로세스 매개변수: 온도190 ~ 220 C, 사출 시간 6s, 압축 시간 14s. ABS 규회석 복합 재료의 제조 공정 [3,5]: (변성 규회석 분말, ABS 및 첨가제) → 혼합 → 압출 복합 → 과립 → 사출 성형 → 후 처리 → 성능 테스트.

(e) 복합 재료의 특성 시험 방법

인장 성능, GB/t1040-1992; 구부리기 성능, GB9341-88 충격 성능, GB/T1843-80 (89); 파스퇴르 경도, GB/T9342-1988; 용융 유속, GB 3682-83.

둘째, 테스트 결과 및 토론

(a) 수정 효과에 대한 다른 수정 공정 조건의 영향

1. 다른 개질제의 효과

같은 개질제 사용량 1%, 같은 개조조건 (개조온도 1 20 C, 개조시간 20 분), WD-50, WD-60, WD-70 표 1 에서 볼 수 있듯이 WD-70 의 수정 효과는 다른 두 가지보다 우수합니다.

표 1 다른 실란 개질제가 규회석 분말에 미치는 변형 효과

2. 다른 개질제의 양에 미치는 영향

WD-70 을 개질제로, 변경온도는 65438 020 C, 변경시간은 20 min 입니다. 서로 다른 양의 개질제로 비교 실험을 한 결과 그림 2 에 나와 있다. 그림 2 에서 볼 수 있듯이 윤습 접촉각과 활성화 지수는 개질제 사용량이 증가함에 따라 증가하고, 개질제 사용량이 1% 보다 크면 증가 추세가 느려지는 것을 알 수 있습니다. 종합경제요인을 고려할 때, 개질제의 사용량은 65438 0% 안팎으로 통제되어야 한다.

3. 수정 시간의 영향

WD-70 을 개질제로, 개질제 사용량은 1%, 변경온도는120 C 입니다. 서로 다른 수정 시간에 비교 테스트를 수행한 결과 그림 3 에 나와 있습니다. 그림 3 에서 볼 수 있듯이 습윤 접촉각과 활성화 지수는 손질 시간이 길어질수록 증가한다. 수정 시간이 20 min 보다 크면 증가 추세가 느려지고 수정 효과가 시간이 길어질수록 크게 증가하지 않습니다. 따라서 적절한 수정 시간은 20 min 이어야 합니다.

그림 2 개질제의 양과 개질의 관계

그림 3 수정 시간과 수정 효과의 관계

(2) 규회석 충전량이 복합 재료의 물성에 미치는 영향

그림 4a 에서 볼 수 있듯이 규회석 충전량이 증가함에 따라 복합 재질의 인장 강도가 먼저 증가한 후 감소하고 규회석 충전량이 20% 일 때 최고점에 도달합니다. 그 결과 20% 는 규회석 충전 ABS 인장 강도의 임계값으로 나타났다. 이 양을 초과하면 ABS 수지 연속상에서의 규회석 분말의 분산성이 나빠지고, 규회석과 수지 기체의 인터페이스 접착이 나빠져 인터페이스 탈착이 발생하기 쉽다. 그러나 20% ABS 로 채워진 복합 재질의 인장 강도는 여전히 순수 ABS 보다 낮지만 감소폭은 13.2% 로 GB 12672-90 의 ABS 수지 최소 요구 사항 (27MPa) 보다 훨씬 높습니다. 그림 4a 에서 볼 수 있듯이 복합 재질의 굽힘 강도는 규회석 함량이 증가함에 따라 감소하지만 최소값도 위에서 언급한 국가 표준의 최소 요구 사항 (47MPa) 보다 높습니다.

규회석 함량이 복합 재료의 물성에 미치는 영향

그림 4b 에서 볼 수 있듯이 복합 재질의 노치 충격 강도는 규회석 함량이 증가함에 따라 감소하고, 그 경도는 규회석 함량이 증가함에 따라 순수 ABS 의 2.7 배에 달합니다. 이것은 규회석의 첨가로 복합 재료의 인성이 나빠지고 강성이 향상되었다는 것을 보여준다.

그림 4 c 에서 볼 수 있듯이 복합 재질의 용융 흐름 속도는 규회석 충전량이 증가함에 따라 순수 ABS 의 1.75 배에 이를 수 있으며, 이는 규회석 추가가 복합 재질의 유동성을 향상시킨다는 것을 보여줍니다.

(3) 복합 인장 단면의 미세 구조 해석

그림 5 에서 볼 수 있듯이, 규회석 함량이 증가함에 따라, ABS 기체에 있는 규회석 입자의 분산성이 나빠져 재결합이 쉬워 복합물질이 미시적으로 균일하지 않게 나타난다. 동시에, 스트레칭 단면에서도 규회석 입자가 다른 정도로 당겨지는 현상을 볼 수 있다. 그림 5 c 에서 볼 수 있듯이 큰 규회석 입자가 당겨진 흔적이 있다. 이는 규회석 입자와 ABS 기체의 접착성이 좋지 않아 외부 힘에 노출될 때 쉽게 벗겨져 복합 재질의 역학 성능이 저하된다는 것을 보여준다. 비교하면 그림 5b 의 2 상 인터페이스가 흐릿하고, 꺼낸 규회석 입자가 적다. 규회석 입자와 ABS 기체의 결합이 양호하고 역학 성능이 상대적으로 좋다는 것을 보여주는데, 이는 이전 섹션 (2) 의 분석 결과와 일치한다.

그림 5 복합 인장 단면의 SEM 이미지

규회석 충전량: a-10%; B-20%; C-40%

셋. 결론

1) 은 γ-(메틸 아크릴로니트릴) 프로필 트리메틸 옥시 실란 (WD-70) 이 γ-아미노 프로필 트리 에톡시 실란 (WD-50) 및 γ-(2,3 온도120 C, WD-70 1% 사용량, 시간 20 분 조건에서는 규회석의 수정 효과가 좋습니다.

2) 규회석 충전 ABS 의 역학 성능 연구 결과, 개조성 규회석의 첨가는 복합 재질의 강성 및 용융 유동성을 높이고, 기타 역학 성능은 감소했지만, 엔지니어링에서의 응용에 영향을 주지 않고 비용을 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 테스트 결과에 따르면 규회석의 적절한 충전량은 20% 이며, 이 충전량의 복합 재료 비용은 순수 ABS 보다 15% 낮습니다. 한편, 실리콘 회석은 엔지니어링 플라스틱의 충전재로, 다른 충전재에 비해 장점이 있다. 칼슘, 미끄럼가루에 비해 실리콘 회석 충전체계의 점도가 낮고, 고충전이 가능하며, 수지를 절약하고, 비용을 낮추는 데 도움이 된다. 탄산칼슘에 비해 규회석 충전체계는 내화학성이 좋고 가소제 흡수량이 적으며 제품 표면 마무리가 좋다. 유리 섬유보다 더 큰 가격 우위를 가지고 있습니다. 황산 칼슘, 활석가루, 백탄블랙 등. 일반적으로 결정수를 함유하고 있으며, 열을 받으면 탈수 문제가 있고, 규회석의 열 안정성이 좋다. 따라서 규회석은 엔지니어링 플라스틱의 좋은 충전재이다.

참고

[1] 양세영, 진동전. 포정 엔지니어링 플라스틱 설명서 [M]. 베이징: 중국 방직출판사, 1994.

정수림. 분말 표면 개질 [M]. 베이징: 건축 자재 산업 출판사, 1995

, 리우,. 플라스틱 충전 수정 [M]. 베이징: 중국 경공업출판사, 1998.

웬. 복합 재질 원리 [M]. 우한: 우한 이공대 출판사, 1998

우옌핑. 규산염 광물-중합체 복합 재료의 제비 및 인터페이스 기계 연구 [D]. 우한: 우한 이공대, 2005

장링연, 라이 위강. 각기 다른 광물 복합강화 저밀도 폴리에틸렌에 대한 연구 [J]. 플라스틱 산업, 2006 년 (10): 48

규회석의 표면 개조성 연구&개조성 규회석 ABS 에서의 응용.

장링연, 라이 위강, 당화위, 정

(우한 이공대 자원 및 환경공학원, 호북 우한 430070)

다이제스트: 규회석의 표면 개조성 및 규회석 충전 ABS 의 역학 성능을 연구했다. 그 결과, 각기 다른 개질제, 개질제 사용량, 수정 시간이 규회석의 표면 개질에 영향을 미친다는 사실이 드러났다. 브롬-메틸아크릴산소 프로필 삼갑산소 실리콘은 실리콘회석 충전 ABS 를 처리하면 복합 재료의 강성을 높일 수 있지만 다른 역학 성능은 약간 떨어진다. 규회석 충전 ABS 는 제품 비용을 절감할 뿐만 아니라 엔지니어링에서의 적용에도 영향을 주지 않습니다. 규회석 충전률이 20% 에 이르면 비용이 15% 절감됩니다.

키워드: 규회석, 수정, 채우기, ABS.