云母粉在高分子材料改性中的研究进展

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       综述了近几年来国内外关于云母在高分子材料改性中应用的研究进展。介绍了云母的性质，云母加入高分子材料中对高分子材料性能的影响，并指出云母在高分子改性中有待于深人研究的几个问题，展望了今后的发展方向。

      ［关键词」高分子材料；云母粉；力学性能

       在塑料、橡胶、涂料等现代高分子材料中，非金属矿物填料占有很重要的地位。在高分子材料中添加非金属矿物填料，不仅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、尺寸稳定性，并赋予材料某些特殊的物理化学性能，如抗压、抗冲击、耐腐蚀等。

      在不同的应用领域，云母粉作为增韧剂、增强剂、功能改性剂，已实现工业化生产。这与云母粉的特性密不可分，云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有二氧化硅，含量一般在 49 ％左右，三氧化二铝含量在 30 ％左右。云母粉的物化性能稳定，是多维的片状材料，云母粉在强大的电弧下具有不碳化、不爆裂、不吸水等特点。

      1、云母粉在塑料改性中的应用

       易老化，不耐热、耐冲击性差抑制了塑料的应用领域。云母粉，其独特优异的性能填充到塑料中，在降低制品的收缩率、曲翘度和弯曲度；提高制品的力学性能、耐热性、绝缘性和化学稳定性；增加制品表面光泽度；防止塑料老化的同时，也扩大塑料应用领域，提高了云母矿粉的附加值。利用绢云母的基本特性，对其进行超音速气流粉碎及表面化学改性，改变绢云母鳞片性质，制备出聚乙烯增强剂，研究结果表明活性绢云母改善了聚乙烯的力学性能，具备增强作用。研究发现．改性云母与 PP 存在明显的协同增强效应，能有效提 PP的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、模量、硬度和热变形温度。研究发现绢云母粉作为一种新的增强填料应用在聚氯乙烯中，有利于塑料加工企业降低生产成本和提高产品质量。研究发现改性绢云母在尼龙6改性中，不但可增强尼龙的6的刚性、耐热性，降低成型收缩性，还可较大幅度的降低增强尼龙6的生产成本，有利于增强市场竞争力，有利于市场应用领域的拓展。用交联剂、云母粉和尼龙 610 多元复合共混改性技术制备了改性尼龙 610 材料，结果表明，适度交联和添加云母粉可以提高尼龙 610 树脂的力学性能及电气强度，交联剂和云母粉对改性尼龙 610 中的含量分别为 5 ％和 10 ％为宜。用硅烷偶联剂对白云母进行表面改性处理，与丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）复合加工制备复合材料。结果表明，白云母以片层状结构分布于 ABS 中，可有效提高 ABS 的刚度，在保持较好综合力学性能的基础上，能起到大大降低成本的作用。

      采用苯二甲酰处理云母填充改性聚芳醚酮，研究发现改性的云母能显著提高聚芳醚酮拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率。研究发现云母用于填充聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等高分子材料时，所制备得的复合材料的抗拉强度、抗撕强度、邵氏硬度都有不同程度的提高。云母与热塑性树脂或热固性树脂混炼制作的复合材料就是一种用途很广的工程塑料。

      2、云母粉在橡胶改性中的应用

       云母粉用于橡胶可大大提高制品的强度，补强效果能达到或接近使用白炭黑的水平；提高制品的尺寸稳定性，耐应力开裂性，增强制品的韧性，防老化、抗龟裂，增强制品的耐磨性能；赋予制品优良的耐酸碱性、阻燃及抗腐蚀特性，提高制品的耐热性能，降低收缩率、翘曲率；绢云母还能提高制品的耐气解渗透性、热膨胀性，利用绢云母的绝缘性能可改善橡胶制品的电性能。研究发现填充适量的云母到SBR一SiO2复合材料中，所得三元复合材料的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率、模量和硬度均增加。采用经硅烷偶联剂改性的人造云母扮加入NR /SBR / BR 炭黑共混胶中，结果表明，共混胶硫化胶的定伸应力稍有提高，拉伸强度变化不大，而耐热老化性能有提高。利用钛酸酯偶联剂、液体石蜡对绢云母进行改性，制得活性绢云母并填充于天然橡胶硫化胶，实验结果表明，改性绢云母对天然橡胶硫化胶的补强效，随其粒径的减小（目数增大）而加强。研究绢云母氢氧化铝复合填料添加到橡胶中，结果表明复合填料可赋于橡胶耐热、阻燃等新功能。

      3、云母粉在涂料改性中的应用

       云母粉在建筑涂料行业中也有着广泛的应用，它不仅能可大大提高涂料的抗老化性能，增强涂层的耐候性，防止龟裂，抗力强等特点防水涂料，还可以制备成防锈涂料，绝缘涂料，防火涂料等其它特种涂料。采用聚酯改性丙烯酸树脂作为基料，浅色导电云母粉作为导电填料，硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂协同作用，研究发现选择粒径≤15μm的浅色导电云母粉为导电填料，其用量控制20％一25％范围内，涂层电阻率低，附着力好。利用高硅含量成膜物并配合填料，制备了一种常温固化涂料。实验表明云母质量份为9 ％一 14 % ，可制备具有良好耐腐蚀性能，能够很好的保护基体、提高耐温性和耐水性的涂层。

      4、存在的问题和未来的发展方向

       云母填充高分子材料可显著改善制品的抗冲击性、耐热性、耐腐蚀性和尺寸稳定性等性能，为了进一步改善工艺条件和适应生产需要，云母粉作为填料还有待于进一步完善。今后研究工作的重点主要有以下几方面；（1）为了改善云母分散性差、不易与树脂相容的缺陷，应开发应用性能好、成本低或有特殊功能的表面改性剂。（2）设计高效、简单、条件可控的表面改性方法，以适应云母在不同领域的应用，同时达到降本的目的。（3）复合化：尝试把二种甚至二种以上品种填料填充在高分子材料基体中可发挥协同效应可得到更好的效果。

      5、结论

       云母是一种性能独特、分布广泛的造岩矿物，具有原材料丰富、价格低廉、等优点，是一种新型功能性填料。由于化学结构不同，因此品种也比较多，配方设计者有必要对所选云母的种类的相关性能作深入的了解，有助于有目的的选择不同类云母填料以用于不同的应用领域，对于获得质高、价廉的复合材料具有重要的意义。