粒度對(duì)塑料性能的影響
所謂塑料，是靠著由一個(gè)小分子（單體）在適當(dāng)?shù)臈l件下，通過(guò)加成等化學(xué)反應(yīng)，被鏈接成等同的或者類似的多分子而生成的大分子聚合物。常見的塑料主要有PE聚乙烯塑料、PP聚丙烯塑料、PS聚苯乙烯塑料、PVC聚氯乙烯塑料。隨著對(duì)塑料及其填料研究的深入，科研人員發(fā)現(xiàn)，粒度對(duì)材料的性能的影響起重要作用，粒度控制已經(jīng)成為*的重要環(huán)節(jié)，粒度分析成為塑料的研究與生產(chǎn)工藝控制的重要步驟。
一、粒度對(duì)PVC材料的影響
懸浮PVC樹脂由形狀和粒徑不同的顆粒群組成,顆粒粒徑大小及分布對(duì)樹脂的塑化加工性能有很大的影響。一般顆粒粒徑小且分布窄,增塑劑吸收性能好,增塑物料顆粒更易破碎和熔融,加工流動(dòng)性能優(yōu)異,而粒徑分布太寬,則會(huì)產(chǎn)生塑化不均勻的現(xiàn)象。但由于懸浮聚合條件所限,PVC樹脂的粒徑小,分散劑的用量越多,外皮膜越厚,不利于熔融。PVC顆粒粒徑大小及分布,對(duì)科研及生產(chǎn)都是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
二、粒度對(duì)塑料填料的影響
塑料作為工程材料使用時(shí)，其剛性與韌性都很出色。為了開發(fā)出具有更優(yōu)性能的材料，一般都會(huì)采取加入填料即塑料助劑的手段。為了提高塑料的剛性，我們一般加入填料，但常規(guī)粒度的填料在提高剛性的同時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致塑料的韌性下降；當(dāng)加入像橡膠類增韌材料增強(qiáng)韌度的同時(shí)，又會(huì)導(dǎo)致塑料剛性的降低。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)填料的粒度達(dá)到微米級(jí)或納米級(jí)別時(shí)，即超細(xì)填料，加入塑料中會(huì)使其沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等機(jī)械性能同時(shí)升高。當(dāng)然，這種升高不是無(wú)限的，一般在填加量達(dá)到一定時(shí)，其機(jī)械性能便會(huì)達(dá)到極限，超過(guò)此范圍后便開始下降。一般來(lái)說(shuō)，填料的粒度越小，極限值越大；填料的粒度越大，極限值越小?；劬褪莦ui常見的塑料助劑?；圩鳛樘盍蠌V泛應(yīng)用于聚丙烯、聚乙烯、ABS樹脂、PS、尼龍樹脂等塑料之中。
研究表明，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)隨著滑石粉含量的增加，400目滑石粉會(huì)使復(fù)合體系拉伸強(qiáng)度降低較多，沖擊強(qiáng)度基本不變；800目及1250目滑石粉則使復(fù)合體系拉伸強(qiáng)度降低明顯減少，同時(shí)顯著增加體系的沖擊強(qiáng)度。線性膨脹系數(shù)結(jié)果顯示，滑石粉的引入能明顯降低PVC體系的線性膨脹系數(shù)，滑石粉粒徑尺寸為800目和1250目時(shí)降低幅度比400目時(shí)明顯。
這主要是因?yàn)椋?/span>隨著填料粒度的減小，填料的比表面積增大，填料與樹脂的接觸面積增大，在塑料受到?jīng)_擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更多的微細(xì)裂縫及變形，從而吸收更多的沖擊能，機(jī)械強(qiáng)度增大；當(dāng)填料的加入量超過(guò)一定量時(shí)，粒子之間因濃度大而過(guò)于接近，導(dǎo)致裂縫變大，機(jī)械強(qiáng)度降低。
作為近年來(lái)蓬勃發(fā)展的木塑復(fù)合材料，就是通過(guò)木粉等廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料與聚乙烯、聚丙烯等塑料混合合成的。研究人員研究了木粉粒徑對(duì)復(fù)合體系力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著填充PVC木粉粒徑的變化，PVC/木塑復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)被PVC/木塑復(fù)合材料電鏡照片所證實(shí)。100目木粉，粒徑適中，PVC樹脂和木粉界面相容性好，沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度出現(xiàn)zui大值。
三、激光粒度法研究塑料性能
傳統(tǒng)的粒度分析方法主要是借助篩子進(jìn)行的篩分法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是投入成本低，然而篩分法的缺點(diǎn)是精度低、費(fèi)時(shí)、重復(fù)性差,特別是測(cè)定粒度分布。而激光粒度法則具有操作簡(jiǎn)便、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在，激光粒度法正逐漸成為研究粒度的主要的研究方法。國(guó)內(nèi)在這方面研究起步較晚，但取得的成績(jī)是顯著的。濟(jì)南微納作為早開展激光粒度研究的代表，被稱為中國(guó)顆粒測(cè)試技術(shù)的者。
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