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发布时间:2020-07-23 11:21

  玻璃纤维增强聚丙烯在压滤机滤板中的应用_材料科学_工程科技_专业资料。2011 年 39 卷第 21 期 广州化工 · 67· 玻璃纤维增强聚丙烯在压滤机滤板中的应用 1 雷志天 ,张 1 2 华 ,周巧霞 ( 1 杭州兴源过滤科技股份有限公司 ,浙江 杭州 3

  2011 年 39 卷第 21 期 广州化工 · 67· 玻璃纤维增强聚丙烯在压滤机滤板中的应用 1 雷志天 ,张 1 2 华 ,周巧霞 ( 1 杭州兴源过滤科技股份有限公司 ,浙江 杭州 311113 ; 2 浙江振冲岩土工程有限公司,浙江 杭州 310000 ) 摘 要: 制备了不同相容剂含量的玻璃纤维增强聚丙烯, 并对其力学性能进行分析, 初步探讨了机理。 结果表明, 作为相容剂, 聚丙烯接枝马来酸酐的用量为 3% 4% 较合适, 并对玻璃纤维增强聚丙烯材料的耐温性 、 抗老化性以及加工性能分别进行了探讨 。 关键词: 聚丙烯; 相容剂; 玻璃纤维; 增强改性; 滤板 The Application of the Glass Fiber - Reinforced Polypropylene in the Filter Press Plate LEI Zhi - tian1 ,ZHANG Hua1 ,ZHOU Qiao - xia2 ( 1 Hangzhou Xingyuan Filter Technology Co. ,Ltd. ,Zhejiang Hangzhou 310027 ; 2 Zhejiang Zhenchong Geotechnical Engineering Co. ,Ltd. ,Zhejiang Hangzhou 310000 ,China) Abstract : The glass fiber - reinforced polypropylene with different compatilizer content was prepared,their mechanical properties were analyzed,and their mechanism was discussed. The experimental results showed that polypropylene grafted with maleic anhydride 3% 4% by weight was better,as compatilizer of glass fiber reinforced - polypropylene was suitable for the composite. The thermal resistance,ageing resistance and processability of the glass fiber reinforced PP were also discussed. Key words: polypropylene; compatilizer; glass fiber; reinforcing modification; filter plate 压滤机是一种间歇操作的加压过滤设备, 广泛应用于冶金、 、 、 、 、 化工 制药 煤炭 轻工食品 环保等部门, 以滤布为过滤介质, 作 为对含有不同浓度过滤介质的固液二相分离 。聚丙烯压滤机是 在金属结构液压式压滤机的基础上改进而成的, 它采用聚丙烯 材料制作滤板, 具有化学稳定、 耐酸、 耐碱、 耐腐蚀、 无毒、 无害、 [1 ] 无污染且操作轻便等特点 。 但是聚丙烯具有这些优良特性 外, 但也有许多不足, 如聚丙烯作为滤板专用料还存在着聚丙烯 低温性能差、 冲击强度低、 断裂伸长率低、 耐疲劳性能差以及热 [2 - 3 ] 。 本文针对玻璃纤维对聚丙烯改性研究用于 变形温度低等 滤板, 主要是要求制作的滤板具有高的强度 、 硬度、 冲击强度、 断 裂伸长率以及很高的耐温性等 。采用在线混合工艺, 设备简单, 原材料简易, 具有成本低廉, 工艺灵活, 投资少等优点, 受到广泛 的关注。 1. 2 主要设备 SHR500A, 高速混合机, 张家港繁昌机械有限公司; 双螺杆 CTE - 75 , 挤出机, 科倍隆科亚( 南京) 机械有限公司限公司; 注 WT - 100FⅡ, 塑机, 宁波机械厂; 电子拉力试验机, 济南智星电 承 德 精 密 试 验 设 备 有 限 公 司; 测设备有限 公 司; 冲 击 试 验 机, RV - 300C 型热变形维卡软化点温度测定仪, 承德精密试验设备 。 有限公司 1. 3 工艺流程 1 1. 1 试验部分 主要原材料 将 PP 与 PP - g - MAH 及其它助剂按比例在高速混合机内 混合均匀, 从同向双螺杆挤出机的主加料装置定量加入, 从挤出 机第 5 区定量加入无碱玻璃纤维 ( 玻璃纤维含量均为 30% ? 2% ) , 经混合、 挤出、 冷却、 切粒后, 按国家标准用注塑机注塑成 标准试样。工艺流程如图 1 所示。 PP 均聚物( 045 粉料) , 宁波甬兴; PP 共聚物( K8003 ) , 上海 赛科石油化工有限责任公司; PP - g - MAH ( GPM200A ) , 宁波能 之光新 材 料 科 技 有 限 公 司; 无 碱 玻 璃 纤 维 ( ER13 - 2000 - Irgafos 988A) , 桐 乡 巨 石 集 团 有 限 公 司; 抗 氧 剂 ( Irganox 1010 、 DLTP) , 宁波金海雅宝化工有限公司, 其他助剂: 市售。 图1 玻璃纤维增强 PP 工艺流程 作者简介: 雷志天( 1982 - ) , 男, 工程师, 主要从事热塑性高分子材料改性开发和应用。 · 68· 广州化工 2011 年 39 卷第 21 期 PPB 聚丙烯的热变形温度在 聚丙烯的热变形温度为 90 ? 左右, 70 ? 左右, PPR 聚丙烯的热变形温度为 80 ? 左右, 碳酸钙填充 而玻璃纤维增强聚丙烯的 聚丙烯的热变形温度为 130 ? 左右, 热变形温度能达到 150 ? , 由于玻璃纤维的骨架作用和分子间 使高聚物分子的热运动受到阻碍, 减 产生一定程度的交联结区, 少了因温度升高而变形的倾向, 热变形温度提高, 热膨胀系数降 成型收缩率减少( 可至 1 /3 ) , 制品尺寸稳定性提 低( 可至 1 /2 ) , 这对压滤机滤板尺寸成型精度是相当重要的 。 高, 1. 4 性能测试 材料的拉伸强度、 弯曲强度、 冲击强度、 热变形温度分别按 GB /T1040 - 1998 、 GB / T1043 - 1998 、 GB / T9342 - 1998 、 GB1634 - 2001 进行测试。 2 结果与讨论 2 . 1 PP - g - MAH 含量对材料各种机械性能强度的 影响 2. 3 耐老化性能改善 原有 PP 耐老化性能较差, 在光与热作用下会产生老化现 象。现经改性增强并加入主辅抗氧剂后, 由于分子中产生交联 结构, 使分子比较稳定, 同时也提高抗氧剂的效果, 耐老化疲劳 抗蠕变性能均有改善, 制品耐应力开裂性提高 。 性、 2. 4 良好的成型加工性 图2 PP - g - MAH 含量对材料拉伸强度的影响 从图 2 看可知, 当 PP - g - MAH 含量小于 2% 时, 材料的拉伸 强度随 PP - g - MAH 含量的增加而迅速增大; 当 PP - g - MAH 含 材料的拉伸强度几乎维持在同一水平线% 时, GF - PP 基本上仍保持原有 PP 的良好加工性, 表现出优异 可以挤出成型、 压制成型、 注射 的力学性质和分子热运动特征, [4 - 5 ] 。GF - PP 板框压滤机是个量大面广的通用性产品, 成型 最 早采用铸铁制作, 笨重, 不耐腐蚀, 劳动强度大, 密封压力小, 易 工艺复杂, 脆性大, 不耐碱; 泄漏; 后采用酚醛玻璃钢热压成型, 采用纯 PP 板、 钙塑 PP 板制作, 强度差, 刚度不足, 易老化, 现已 大量采用改性 PP 及 GF - PP 热压成型制作板框, 国内现在最大 2 最大过滤面积已达 成型尺寸 GF - PP. 板已达 2000 ? 2000 mm , 2 900 m , 耐压 2. 0 MPa。 3 结果与讨论 图3 PP - g - MAH 含量对材料弯曲强度的影响 从图 3 看可知, 材料的弯曲强度随 PP - g - MAH 的增加而 增大, 到 PP - g - MAH 含量达 3% 时达到最大值; 随着 PP - g - MAH 含量进一步增加, 其弯曲强度呈缓慢下降趋势 。 与拉伸强 其变化速率较小, 达到强度峰值时所需 PP - g - 度的变化相比, MAH 的含量相对较高。 ( 1 ) PP - g - MAH 的加入对材料力学性能有了显著的提高, 使玻璃纤维与聚丙烯树脂之间的相容性 、 亲和性得到的很大的 两者之间形成了有效的界面粘结, 玻璃纤维充分发挥了增 改善, PP - g - MAH 的用量为 3% 4% 较合适。 强的作用, ( 2 ) GF - PP 制作的滤板大大提高了滤板的耐温性 、 抗老化 。 性和良好的成型加工性 ( 3 ) 综合考虑, GF - PP 是制作压滤机滤板的一种性能优异 的复合材料。 参考文献 [ 1] 丁启生, . 北京: 冶金工业出版社, 王维一. 新型实用过滤技术[M] 2011. [ 2] 晋日亚, . 中国塑料, 2001 ( 2 ) : 李旭祥, 等. 聚丙烯改性研究进展[J] 20 - 23. [ 3] 刘广建, PE 滤板专用料增强增韧改性研 刘洁, 田忠军. 填料对 PP、 J] . 塑料, 2002 , 31 ( 1 ) : 43 - 46. 究[ [ 4] 王贵恒. 高分子材料成型加工原理[M] . 北京: 化学工业出版社, 1991. [ 5] 庄辉, 刘学习, 程勇锋, 等. 长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的韧性 [ J] . 合成树脂及塑料, 2006 , 23 ( 6 ) : 53 - 55. [ 6] 崔新宇, 周晓东, 戴干策. 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结 J] . 纤维复合材料, 2000 , 17 ( 1 ) : 12 - 14. 晶行为[ [ 7] Michael Schemme. Long fiber reinforced thermoplastics[ J]. Kunststoffe, 2003 ( 8 ) : 106 - 109. [ 8] Robert C C, Louis N K. Long glass fiber composites: rapid growth and change [ J]. ANTEC, 2002 , 60 ( 2 ) : 2 140 - 2 143. [ 9] 赵若飞, 周晓东, 戴干策. 玻璃纤维增强热塑性复合材料的增强方 J] . 纤维复合材料, 2000 , 17 ( 1 ) : 19 - 22. 式及纤维长度控制[ [ 10] 段少华, 付祥, 何波兵, 等. 长玻璃纤维增强聚丙烯[J]. 高分子材料 2001 , 26 ( 4 ) : 124 - 126. 科学与工程, 图4 PP - g - MAH 含量对材料冲击强度的影响 从图 4 看可知, 材料的冲击强度随 PP - g - MAH 含量增加而 缓慢提高,PP - g - MAH 含量大于 2% 时, 材料的冲击强度增加显 著, 说明随着 PP - g - MAH 的增加,PP 与玻璃纤维间的键合力逐 [6 - 10 ] 。 渐增大, 材料受冲击时会吸收更多的能量, 其冲击强度增大 2. 2 玻璃纤维增强聚丙烯材料对温度的影响 PPH 在试样产生所要求的最大弯曲正应力为 4. 6 MPa 下,


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