云母粉在高分子材料改性中的研究進(jìn)展

蘭 黃 鮮

（廣西煤炭科學(xué)研究所， 廣西 南寧 523003）

云母粉在高分子材料改性中的研究進(jìn)展

蘭 黃 鮮

（廣西煤炭科學(xué)研究所， 廣西 南寧 523003）

綜述了近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于云母在高分子材料改性中應(yīng)用的研究進(jìn)展。介紹了云母的性質(zhì)，云母加入高分子材料中對(duì)高分子材料性能的影響,并指出云母在高分子改性中有待于深入研究的幾個(gè)問(wèn)題，展望了今后的發(fā)展方向。

高分子材料； 云母粉； 力學(xué)性能

在塑料、橡膠、涂料等現(xiàn)代高分子材料中，非金屬礦物填料占有很重要的地位。在高分子材料中添加非金屬礦物填料，不僅可以降低高分子材料的成本，更重要的是能提高材料的性能、尺寸穩(wěn)定性，并賦予材料某些特殊的物理化學(xué)性能，如抗壓、抗沖擊、耐腐蝕等。容覆蓋粘貼在這里前言?xún)?nèi)容覆蓋粘貼在這里。

在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，云母粉作為增韌劑、增強(qiáng)劑、功能改性劑，已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。這與云母粉的特性密不可分，云母粉是一種非金屬礦物，含有多種成分，其中主要有SiO2，含量一般在49%左右，Al2O3含量在30%左右。云母粉的物化性能穩(wěn)定，是多維的片狀材料，云母粉在強(qiáng)大的電弧下具有不碳化、不爆裂、不吸水等特點(diǎn)。

1 云母粉在塑料改性中的應(yīng)用

易老化，不耐熱、耐沖擊性差抑制了塑料的應(yīng)用領(lǐng)域。云母粉，其獨(dú)特優(yōu)異的性能填充到塑料中，在降低制品的收縮率、曲翹度和彎曲度；提高制品的力學(xué)性能、耐熱性、絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性；增加制品表面光澤度；防止塑料老化的同時(shí)，也擴(kuò)大塑料應(yīng)用領(lǐng)域，提高了云母礦粉的附加值。

趙煌等[1]利用絹云母的基本特性，對(duì)其進(jìn)行超音速氣流粉碎及表面化學(xué)改性，改變絹云母鱗片性質(zhì)，制備出聚乙烯增強(qiáng)劑，研究結(jié)果表明活性絹云母改善了聚乙烯的力學(xué)性能，具備增強(qiáng)作用。孟明銳等[2-4]研究發(fā)現(xiàn)，改性云母與 PP存在明顯的協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng)，能有效提 PP的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、模量、硬度和熱變形溫度。陳建文等[5-6]研究發(fā)現(xiàn)絹云母粉作為一種新的增強(qiáng)填料應(yīng)用在聚氯乙烯中，有利于塑料加工企業(yè)降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。劉衛(wèi)平等[7-9]研究發(fā)現(xiàn)改性絹云母在尼龍6改性中，不但可增強(qiáng)尼龍的6的剛性、耐熱性，降低成型收縮性，還可較大幅度的降低增強(qiáng)尼龍 6的生產(chǎn)成本，有利于增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有利于市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。聶玉梅等[10]采用交聯(lián)劑、云母粉和尼龍610多元復(fù)合共混改性技術(shù)制備了改性尼龍610材料，結(jié)果表明，適度交聯(lián)和添加云母粉可以提高尼龍610樹(shù)脂的力學(xué)性能及電氣強(qiáng)度，交聯(lián)劑和云母粉對(duì)改性尼龍 610中的含量分別為 5%和10%為宜。張凌燕等[11]利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)白云母進(jìn)行表面改性處理，與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)復(fù)合加工制備復(fù)合材料。結(jié)果表明，白云母以片層狀結(jié)構(gòu)分布于ABS中，可有效提高ABS的剛度，在保持較好綜合力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，能起到大大降低成本的作用。Daoji Gan等[12]采用聚對(duì)苯二甲酰處理云母填充改性聚芳醚酮，研究發(fā)現(xiàn)改性的云母能顯著提高聚芳醚酮拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量和斷裂伸長(zhǎng)率。Miles IS等[13]研究發(fā)現(xiàn)云母用于填充聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等高分子材料時(shí)，所制備得的復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、抗撕強(qiáng)度、邵氏硬度都有不同程度的提高。云母與熱塑性樹(shù)脂或熱固性樹(shù)脂混煉制作的復(fù)合材料就是一種用途很廣的工程塑料[14]。

2 云母粉在橡膠改性中的應(yīng)用

云母粉用于橡膠可大大提高制品的強(qiáng)度，補(bǔ)強(qiáng)效果能達(dá)到或接近使用白炭黑的水平；提高制品的尺寸穩(wěn)定性，耐應(yīng)力開(kāi)裂性，增強(qiáng)制品的韌性，防老化、抗龜裂，增強(qiáng)制品的耐磨性能；賦予制品優(yōu)良的耐酸堿性、阻燃及抗腐蝕特性，提高制品的耐熱性能，降低收縮率、翹曲率；絹云母還能提高制品的耐氣解滲透性、熱膨脹性，利用絹云母的絕緣性能可改善橡膠制品的電性能。

C.R.G. Furtado, 等[15]研究發(fā)現(xiàn)填充適量的云母到SBR-SiO2復(fù)合材料中，所得三元復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、模量和硬度均增加。昊麗娟[16]采用經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性的人造云母扮加入NR／SBR／BR炭黑共混膠中，結(jié)果表明，共混膠硫化膠的定伸應(yīng)力稍有提高，拉伸強(qiáng)度變化不大，而耐熱老化性能有提高。張軍等[17-18]利用鈦酸酯偶聯(lián)劑、液體石蠟對(duì)絹云母進(jìn)行改性，制得活性絹云母并填充于天然橡膠硫化膠，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性絹云母對(duì)天然橡膠硫化膠的補(bǔ)強(qiáng)效，隨其粒徑的減小(目數(shù)增大)而加強(qiáng)。蔡水洲等[19]研究絹云母氫氧化鋁復(fù)合填料添加到橡膠中，結(jié)果表明復(fù)合填料可賦于橡膠耐熱、阻燃等新功能。

3 云母粉在涂料改性中的應(yīng)用

云母粉在建筑涂料行業(yè)中也有著廣泛的應(yīng)用，它不僅能可大大提高涂料的抗老化性能，增強(qiáng)涂層的耐候性，防止龜裂，抗力強(qiáng)等特點(diǎn)防水涂料，還可以制備成防銹涂料，絕緣涂料，防火涂料等其它特種涂料。

傅敏等[20]采用聚酯改性丙烯酸樹(shù)脂作為基料，淺色導(dǎo)電云母粉作為導(dǎo)電填料，硅烷偶聯(lián)劑與鈦酸酯偶聯(lián)劑協(xié)同作用，研究發(fā)現(xiàn)選擇粒徑≤15μm 的淺色導(dǎo)電云母粉為導(dǎo)電填料，其用量控制20%～25%范圍內(nèi)，涂層電阻率低，附著力好。王海龍等[21]利用高硅含量成膜物并配合填料，制備了一種常溫固化涂料。實(shí)驗(yàn)表明云母質(zhì)量份為9%～14%，可制備具有良好耐腐蝕性能，能夠很好的保護(hù)基體、提高耐溫性和耐水性的涂層。

4 存在的問(wèn)題和未來(lái)的發(fā)展方向

云母填充高分子材料可顯著改善制品的抗沖擊性、耐熱性、耐腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性等性能,為了進(jìn)一步改善工藝條件和適應(yīng)生產(chǎn)需要, 云母粉作為填料還有待于進(jìn)一步完善。今后研究工作的重點(diǎn)主要有以下幾方面；

（1）為了改善云母分散性差、不易與樹(shù)脂相容的缺陷，應(yīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用性能好、成本低或有特殊功能的表面改性劑。

（2）設(shè)計(jì)高效、簡(jiǎn)單、條件可控的表面改性方法,以適應(yīng)云母在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,同時(shí)達(dá)到降本的目的。

（3）復(fù)合化：嘗試把二種甚至二種以上品種填料填充在高分子材料基體中可發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)可得到更好的效果。

5 結(jié) 論

云母是一種性能獨(dú)特、分布廣泛的造巖礦物，具有原材料豐富、價(jià)格低廉、等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型功能性填料。由于化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，因此品種也比較多，配方設(shè)計(jì)者有必要對(duì)所選云母的種類(lèi)的相關(guān)性能作深入的了解，有助于有目的的選擇不同類(lèi)云母填料以用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于獲得質(zhì)高、價(jià)廉的復(fù)合材料具有重要的意義。

[1] 趙煌,張敬陽(yáng),吳偉端.活性絹云母在聚乙烯中增強(qiáng)作用的研究[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，22（1）：10-14.

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[20] 傅敏，狄志剛，袁立新.淺色抗靜電涂料的研制[J].涂料工業(yè)，2001，9：7-9.

[21] 王海龍，喬寧，魏剛.地?zé)崴艿婪栏繉拥难芯縖J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，36（5）：61-64.

Research Progress in Improvement of Polymer Materials With Mica Powder

LAN Huang- xian
（Guangxi Coal Scientifical Institute, Guangxi Nangni 523003, China）

Research progress in application of mica powder in modification of polymer materials in recent years was summarized. Properties of mica were introduced as well as effect of adding mica powder on performance of polymer materials. Some problems in modification of polymer materials with mica powder were pointed out，its development tread in the future was put forward.

Polymer materials; Mica powder; Mechanical property

TQ 623.2

A

1671-0460（2011）02-0177-03

2010-09-25

蘭黃鮮（1981-），女，碩士，助理工程師， 2009年畢業(yè)于廣西師范大學(xué)，已經(jīng)在《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》，《化學(xué)通報(bào)》，《廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)》，《當(dāng)代化工》等核心期刊發(fā)表論文，目前在廣西煤炭科學(xué)研究所從事塑料研發(fā)工作。電話：0771-5628120，E-mail:30078408@qq.com。