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高填充聚乙烯体系中碳酸钙对模头析出的影响

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为了扩大聚乙烯的应用范围并降低成本,可以使用无机填料对其改性,如将碳酸钙填充到聚合物中。然而,该体系在挤出加工时面临比纯树脂更严重的口模析出现象。
为了扩大聚乙烯的应用范围并降低成本,可以使用无机填料对其改性,如将碳酸钙填充到聚合物中。然而,该体系在挤出加工时面临比纯树脂更严重的口模析出现象。

口模析出也被称为模头粘胶、模头渗漏或者是模头流涎,它是指聚合物熔体从模头中挤出时,部分物质粘附到挤出模头的出口边缘并积聚成大的混合物,该混合物通常是体系中挤出过程中降解的物质形成的滴落物、薄片或粉末。

探究了在碳酸钙填充聚乙烯体系中,填料的添加量、粒径以及表面改性对模头析出的影响,结果表明:
1、添加量对模头析出的影响
随着填料的填充量增大,共混物的析出增多。析出物的成分不同于原始粒子,析出物中聚合物的分子量较低,碳酸钙含量也较原始粒子少。

碳酸钙填充聚乙烯体系中,由于表面能的差异,树脂有向表面迁移,碳酸钙向熔体中心迁移的趋势,从而导致析出物中的碳酸钙含量低于原始粒子。

2、粒径对模头析出的影响
在实验的碳酸钙粒径范围内(d50=1.9~2.6um),碳酸钙的粒径及其分布对析出的影响没有普适性的规律,不是影响析出的关键因素。

3、表面改性对模头析出的影响
选择用硬脂酸活化碳酸钙和未活化碳酸钙进行对比,发现碳酸钙的表面处理是影响高填充聚乙烯体系的析出现象的重要因素,实验中析出量最多的是使用未活化碳酸钙的样品,对碳酸钙进行表面处理不仅可以改善其与树脂基体的相容性,促进其分散还可以减小碳酸钙与树脂基体间的表面能差异,进而大大减少样品的析出量。
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