2.1.2 滑石優(yōu)良的化學物理性能 由于滑石具有獨特的片狀結晶晶體結構,因而具備了眾多優(yōu)良的化學物理性能,從而成為許多工業(yè)部門的重要原輔材料?,F敘述如下: (1)化學穩(wěn)定性: 滑石與強酸(硫酸、硝酸、鹽酸)和強堿(氫氧化鉀、氫氧化鈉)一般不起作用。在煮沸的1%的六氧乙烷中僅溶解2-6%。滑石粉在400℃的溫度下和其他物質混合,不起化學變化。 (2)硬度 滑石的硬度為1,是硬度最低、最軟的無機礦物材料,使用滑石粉對螺桿、螺筒造成的摩損最小?;谋戎貫?.6,比碳酸鈣的比重2.72還輕。 (3)潤滑性 滑石質軟,具有滑膩感,摩擦系數在潤滑介質中小于0.1,是優(yōu)秀的潤滑材料,常用于橡膠制品如氣球的隔離劑和薄膜的開口劑。 (4)吸油和遮蓋力 滑石粉對于油脂、顏料、藥劑、助劑和溶液里的雜質都有極大的吸附能力,用摩擦法試驗,滑石粉吸油量可達45-51%。超細滑石粉,由于其分散性好,表面積大,涂在物質表面,遮蓋面積大,可形成均勻的防火、抗風化薄膜。 (5)疏水性 用藥勺把200目滑石粉輕撒在水面,觀察漂浮下沉狀態(tài),結果如下:大部分細粉漂浮在水面,小部分大顆粒因比重大立即下沉。作者與中山大學高分子研究所黃少慧教授于1999年5月所作試驗證明此點。北京科技大學資源工程學院任峻,盧壽慈教授于1999年對若干非金屬礦物進行研究時也指出:碳酸鈣是親水的,滑石是疏水的。并給出滑石顆粒間作用勢能原始參數;潤濕接觸角為56°,疏水修正系數為0.4369,衰減長度為5.5486×10-9m。 (6)耐熱性 滑石既耐熱又不導熱,耐火度達1490-1510℃。它有很高的熱穩(wěn)定性。從差熱分析可知,滑石在600℃時有一平緩的吸熱谷,這是由于少量雜混于滑石中的菱鎂礦,白云石引起的。在900-1000℃之間有一較大的吸熱谷。這一吸熱效應是由于滑石的結構水脫失所致。其熱重曲線表明,滑石脫水后其晶體結構發(fā)生彎化,即從層狀結構轉化為鏈狀結構,形成高溫相的原頑輝石?;臒岱€(wěn)定溫度可視為600℃。 (7)電性能 滑石本身不導電,其電絕緣性能良好,介電損失小,可用作電子工業(yè)中的高頻,高壓絕緣材料。 (8)光性能 當超細滑石作為填料,加入塑料薄膜中時,對光線會有一種選擇性吸收功能,即吸收紅外光和阻隔紫外光,對農膜大為有利。它可作為新型農膜——轉光膜的填料。 (9)成核劑 當超細滑石粉加入聚烯烴樹脂如PP、PE時,會進入聚合物分子晶格中,成為結晶的成核劑。同時由于滑石晶體的折光率與聚乙烯PE膜的折光率1.55相接近,故又成為透明成核劑。2.1.3 滑石在塑料中的應用 由于滑石的晶體結構和滑石優(yōu)良的理化性質,使得滑石作為一種優(yōu)秀的無機粉體在塑料加工中有廣泛的應用,但在中國卻不能大量推廣,主要是研究開發(fā)和宣傳工作不夠。為此,我們強調以下幾點: (1)滑石在塑料中的應用在國際上已形成共識: 日本科技界普遍認為,滑石是最好的一種塑料填料,日用塑料,汽車零件,電器及通用工業(yè)塑料方面,滑石作為填充劑往往是其他非金屬礦物所無法代替的。日本主要從事滑石在塑料中應用的研究和生產單位有日本滑石株式會社,日本三山化成塑料廠,豐田汽車大阪吉野工廠,池貝機械會社等。韓國同日本一樣,大量從中國購買滑石礦,其化學建材如塑料門窗全部應用滑石作填料。歐洲和美國也大量使用滑石作為塑料填料。 (2)滑石在塑料中應用項目:·汽車零部體:如保險杠,內飾件等·工業(yè)品配套塑料件:如洗衣機內桶,電視機蓋等·日用品塑料:如盆、桶、瓶等·電線電纜中絕緣料和護套料·塑料管材:如PE大口徑雙壁波紋管增剛增強增韌母料·塑料門窗:異形材·塑料薄膜:包裝膜、農地膜、大棚膜等。 (3)滑石在塑料改性中的難點: 雖然滑石是疏水的,有利于和高分子材料的結合。但其晶體結構決定存在大量的弱界面問題:第一點是滑石結構穩(wěn)定,活性低,氧原子處于原子價飽和狀態(tài),不易和偶聯劑結合。第二點是滑石層間結構力弱,層片之間只存在極弱的范德華力作用,容易在混煉時因螺桿的強剪切作用,使層片之間產生相對滑移,不斷分層。產生許多“弱界面”。至今未發(fā)現何種有效的偶聯劑能使滑石的弱界面現象得到克服。而弱界面現象得不到克服,復合材料的力學性能必然極差,失去應用價值。我們不可能像碳酸鈣一樣只依靠某種偶聯劑反應形成相應的力學作用層。因此,即使在少量添加時,也因滑石的層片相對滑移在復合體系中產生大量的弱界面,弱界面引起的損傷破壞將使復合體系的韌性極度下降。 2.1.4 滑石在透明薄膜母料中的應用: 針對滑石晶體結構和優(yōu)良和理化性質以及塑料改性中存在的困難,我們使用超細滑石作為無機粉體,構成聚合物/彈性體/無機粉體三元復合材料,研發(fā)開發(fā)出“透明薄膜母料”,并在上海林達塑料母料廠投入生產。 正是在多元復合理論指導下,使用多種先進工藝和新材料,使用超細滑石粉研發(fā)和生產出世界領先,中國第一流的透明薄膜母料,將在塑料包裝,農地膜的生產中產生巨大的影響。
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