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硅藻土填充聚乙烯摘要：硅藻土作为一种常用的填充剂，可用在聚乙烯制品中，改善产品的性能。本论文针对硅藻土填充聚乙烯的填充机理、填充工艺以及填充后的性能改良展开详细的叙述。填充剂的使用是未来的一个发展趋势，也是人类充分利用大自然中开拓创新的一步。关键词：硅藻土；聚乙烯；填充剂；性能改良1.引言填充剂又称填料、填充物。加入物料中改善性能或降低成本的固体物质。通常不含水，中性，不与物料组分起不良作用的有机物、无机物、金属或非金属粉末均可用作填充剂。硅藻土作为常用的填充剂是一种硅质岩石，其化学成分为SiO2为主，矿物成分为蛋白石及其变种。聚乙烯是乙烯经聚合制成的一种热塑性树脂。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。2.国内外研究现状2.1 国外研究现状硅藻土作为一种填充剂已广泛应用在各个工业生产中，在国外主要分布在美国、丹麦、法国等国家，其主要应用范围是农药业。上世界八十年代1，硅藻土被大量使用在室内装修之中，因其对人体无害，同时还可以吸收和分解其他装饰材料释放出的有害物质，解决众多由化学物质制成的装饰材料引起的健康问题。聚乙烯制品于国外兴起，美国利用其正式工业性生产，因其电绝缘性优良，被大量用于军工业中的绝缘材料等。针对聚乙烯的优缺点应运而生的改良品种主要有氯化聚乙烯、交联聚乙烯等，此类改良品种针对聚乙烯耐热性差、吸水性小等缺点进行改良，从而达到相应的使用要求。2.2 国内研究现状硅藻土在我过的发展同样良好，近年来，硅藻土因其空隙率大，降噪能力强，多应用在各类声学材料，例如：隔音墙面等，另外，硅藻土本身良好的耐热性能也使其在保温隔热产品中广泛应用。但是，硅藻土用作填料的研究则较少。我国聚乙烯的生产利用在近些年不断发展，产量也是不点提升，目前中国已经成为第一大聚乙烯消耗国。在应用方面，聚乙烯的主要消耗领域是塑料薄膜的生产，例如：保鲜膜、传统塑料袋等；同时随着我国城镇化的发展，城市建设带动着聚乙烯制品的发展与使用，各类市政工程管道、电力系统的管道都利用聚乙烯优良的电绝缘性大量使用到了塑料管道2。但是国内在聚乙烯性能的改良方面还不及国外，无法更充分的利用聚乙烯的各项性能。复合材料俨然是未来的一个发展方向，综合各个子材料的各项性能，以满足生产使用需求。我国硅藻土资源丰富，是世界上硅藻土储量较多的国家之一，加强对硅藻土的开发应用和研究，具有重要的理论和实际意义。3.两种材料的性能分析3.1 聚乙烯的性能分析聚乙烯具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。但是，聚乙烯的力学性一般，抗冲击能力差；同时，聚乙烯的耐热性不高，在高温环境中会丧失基本特性，其应用范围受到了限制。3.2 硅藻土的性能分析硅藻土的主要化学成分为非晶质的二氧化硅，吸附性强、比表面积大，吸附能力强，同时具有良好的力学性能以及优良的耐热性能，可以弥补上文叙述的聚乙烯缺陷问题。4.硅藻土填充聚乙烯的性能分析4.1 稳定性。硅藻土作为一种填料填充到聚乙烯制品中，作为一种改善性能的方法，已较为普及。例如：作为低密度聚乙烯薄膜的的防结块剂，其配制方法是：先制备10%15%（质量分数）硅藻土的母料，然后加入到薄膜树脂中3。与其他添加剂相比，硅藻土具有稳定性好、保温性能优良的特点。4.2 耐热性。聚乙烯作为一种耐热性较差的材料，不能用于高温环境下，而在其中添加一些无机填料（包括阻燃剂成分）不能大幅度的提升其耐热性能。硅藻土由于其本身是多孔结构，受热是能够吸附热解产物，同时其本身也具有很好的阻热性能，当将硅藻土填充到聚乙烯中，能够明显提高聚乙烯制品的热稳定性4。4.3 力学性能。聚乙烯本身的力学性能一般，日常生活中使用的部分塑料袋承重能力差就可以看出聚乙烯的抗拉性能无法满足使用要求。直观上来看，在填充了力学性能优良的硅藻土后，复合材料的力学性能应该会有明显的提升。在国外对复合材料的研究中，认为离子的粒度分布及界面粘结强度是影响符合材料力学性能的重要参数。通过拉伸试验5，我们分析得出：在一定是实验范围内，聚乙烯制品的拉伸强度随着硅藻土体积分数的增加而降低，与之前的直观分析矛盾，利用界面破坏分析，醉着硅藻土粒子含量的增加，聚乙烯硅藻土复合材料的应力集中点增多，更易产生三向受拉点，即材料更易破坏。经研究，煅烧处理后的硅藻土填充聚乙烯制品的力学性能会有明显的提升，其原因是经处理后的硅藻土结晶水减少，使其与聚乙烯之间的紧密地结合在一起，增强了硅藻土粉体和高分子集体之间的界面粘结强度。4.4 透气性能。针对透气性能的研究，采用薄膜透二氧化碳的试验进行研究分析，经试验可以得到如下的影响图线：经图线分析可知，复合膜的透气性能随着硅藻土填充量的增加表现出上升的趋势，横向对比可知：未经处理的硅藻土与聚乙烯之间的界面粘结程度不高，对透气性能的提升更为明显。但是，经煅烧处理后的硅藻土对薄膜透气性的提升幅度也很大。5.结论从上文中我们可以总结出：硅藻土填充聚乙烯制品中可以提高产品的热稳定性、改善其力学性能。经过对此复合材料的性能测试分析可知：经煅烧处理后的硅藻土对聚乙烯的性能改善更为明显。硅藻土本身的多孔结构以及独有的化学成分使其具有优良的填充剂性能，同时与其他材料相结合加入到如聚乙烯这类的高分子化合物中，可以明显的改善材料的生产、加工、使用性能。可以预见，硅藻土填充聚乙烯类制品在日常生活中的使用将日趋广泛。参考文献：1百度文库.硅藻土 HTTP：/BAIKE.BAIDU.COM/VIEW/106352.HTM FR=ALADDIN2百度文库.聚乙烯 HTTP：/BAIKE.BAIDU.COM/VIEW/11277.HTM FR=ALADDIN3朱志华.硅藻土对聚合物的填充改性J.胡安娜理工大学.工业装备与控制工程学院，广东 广州 5106404汪广恒.硅藻土填充聚氨酯硬泡的性能研究J.先科技大学化学与化工学院.7100545吴成宝.硅藻土填充聚丙烯复合材料界面黏结强度的定量表征研究J.6韩永生.硅藻土填充PE保鲜膜的研制与性能研究J.天津科技大学.3002227郑水林，王利剑，舒锋，陈俊涛.酸浸和焙烧对硅藻土性能的影响J.硅酸盐学报.2006（11）