高嶺土在塑料品種的廣泛應用

實驗結果表明，在偶聯劑用量相同情況下，鈦酸酯偶聯劑的處理效果比矽烷偶聯劑要好。這可能是因為鈦酸酯偶聯劑的活性基團活性大，與煤係高嶺土表麵的活性基團反應更加完全，包覆緊密，缺陷較少。煤係高嶺土本身是剛性粒子，尺寸較小，表麵能較高，本身容易自聚成團。因此當與PA6混合後，在煤係高嶺土/PA6複合體係中會出現大量“簇團”結構，從而影響其力學性能，此體係衝擊韌性不及純PA6。但當用偶聯劑處理後，體係的衝擊韌性均有所提高。根據偶聯機理可知，偶聯劑中的親無機端可與煤係高嶺土結合，親有機端與PA6結合，從而形成一個統一的整體，即偶聯劑兩端基與煤係高嶺土和PA6進行化學偶聯或物理纏結，增加了煤係高嶺土與PA6的相容性。另外，經偶聯劑處理後，不僅顯著降低了煤係高嶺土的表麵能，使自聚成團現象減少，而且偶聯劑分子端基為較長的碳鏈，使煤係高嶺土在極性上與PA6匹配。因此偶聯劑處理使煤係高嶺土加工在PA6中的分散性大大改善，從而當此複合體係受到外力作用變形時，剛性煤係高嶺土粒子能夠阻礙裂紋擴展或鈍化終止裂紋，即產生釘紮效應，進而提高了體係的衝擊韌性。對比4種不同偶聯劑處理煤矸石後複合材料的衝擊強度，在偶聯劑用量相同的條件下，鈦酸酯偶聯劑處理效果較好。

隨著高嶺土生產設備高嶺土含量增加，尼龍的拉伸性能和彎曲性能均呈提高趨勢，而缺口衝擊強度有所下降，但降低不多。材料的綜合性能提高，這可能是因為在填充量適當的情況下，煤係高嶺土在尼龍6基體樹脂中有較好的分散。這使得煤係高嶺土填充量增加，有利於降低材料價格。煤係高嶺土的加入使尼龍6的結晶溫度升高，對尼龍6基體樹脂具有異相成核的作用。

綜上所述，高嶺土填充入塑料中，可以明顯改善共混物的力學性能、耐磨性和抗紅外線性等綜合性能，提升產品檔次和市場競爭力。但由於高嶺土屬於無機物，同有機高分子材料間相容性較差，故兩者簡單共混，所得產物的韌性很差。高嶺土需要先用偶聯劑進行表麵處理後，才能與塑料材料進行共混。目前常用於高嶺土處理的偶聯劑主要是矽烷類物質，可共混的塑料品種也主要限於聚氯乙烯、聚烯烴和尼龍等。相信隨著新型高效偶聯劑的使用，高嶺土將在更多塑料品種的填充領域中得到廣泛的應用（張世傑，2010)。

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