中國粉體網訊 為探討不同粒徑滑石粉對聚丙烯復合材料性能的影響，粉體網編輯對江西廣源化工有限責任公司和遼寧鑫達滑石集團的相關研究內容進行整理和對比印證，為聚丙烯材料生產廠家選用滑石粉提供一些參考。
滑石作為被廣泛應用的塑料制品填料，一方面，能節省樹脂的使用量，顯著地提高產品物理性能，起到增強作用。另一方面。足夠細度的滑石粉，可顯著提高產品的剛度、沖擊強度、抗蠕變性、硬度、抗表面劃傷、耐熱性和提高熱變形溫度。在塑料制品加工方面，滑石的性價比是許多非礦材料不可比擬的。
不過，滑石粉在塑料制品中的增強與增益效果，經常會隨著粉體性質的不同而有所差異。基本上，有一個大規律可以遵循：根據材料性能需求的不同，選用粒度分布和粒徑大小適宜的純滑石產品。
一、江西廣源化工：不同粒徑滑石粉改性聚丙烯材料性能
宋波等研究了HS-338、HS-638、HS-738三種不同粒徑的滑石粉對聚丙烯復合材料力學性能和加工性能的影響。
圖1三種滑石的掃描電鏡( SEM) 照片
圖2 三種滑石的粒徑分布圖
表1三種滑石的主要物理指標
圖2為三種滑石的粒徑分布，從圖2可知HS-738的粒度分布是最窄的，大部分顆粒集中分布在2-10μm之間。
1滑石粉粒徑對聚丙烯力學性能影響
表2滑石粉/PP復合材料力學性能和熔融指數數據
從表2可以看出，添加200份HS-738滑石粉，比純PP制備的復合材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度和熔融指數都得到了提高。采用HS-338，其粉體顆粒較粗，拉伸強度會下降；采用HS-638其粒徑分布比HS-738的要寬，其熔體流動性要差于HS-738。綜合考慮其力學性能和加工型，采用HS-738改性PP各項力學性能和加工性能最優。
小結：無機填料細度越細，其比表面積越大，填料與PP基材接觸的點就越多，在受外力的情況下，其所產生的裂紋和受力點會越多，推測其力學性能會更好。
2粒徑和填加量對聚丙烯拉伸強度和熔融指數的影響
表3滑石粉/PP 復合材料的力學性能
從表3可以看出，隨著HS-738添加量的增加，其拉伸強度和熔體流動速率是逐漸下降的。與HS-338添加200份相比，HS-738添加到500份時拉伸強度更高，但其熔體流動速率會有一定的下降。
綜合考量：HS-738添加300份，性能與HS-338添加200份接近；HS-738添加300份，與HS-638添加200份相比，拉伸強度與其相近，熔體流動速率要高，加工性能要好。
小結：隨著不同粒徑滑石粉的填加，拉伸強度和熔融指數出現一個平衡點，下游用戶對產品添加量和粒徑的選擇應該綜合考慮。
二、遼寧鑫達滑石：粒徑對滑石粉/聚丙烯材料性能的影響
谷博等采用不同粒徑的滑石粉填充聚丙烯，通過對復合材料力學性能和加工性能的測試，研究了滑石粉粒徑對復合材料性能的影響。
1滑石粉粒徑對復合材料力學性能的影響
表4不同粒徑滑石粉填充復合材料的力學性能
從表4可以看出，在滑石粉粒徑為10～4μm時，滑石粉粒徑越小，復合材料的彎曲強度、彎曲模量、拉伸強度越大，剛性越好。
這主要是由于相同填充量下，粒徑越小，比表面積越大，滑石粉與樹脂界面的相互作用越強，抗變形能力就越強。因此，沖擊強度、彎曲強度和拉伸強度就越大。
2滑石粉粒徑對復合材料加工性能的影響
表5不同粒徑滑石粉填充復合材料的加工性能、收縮率
從表5可以看出，滑石粉粒徑越小，復合材料的收縮率越小。
這主要是由于聚丙烯在冷卻時易結晶，造成收縮。滑石粉粒徑越小，比表面積越大，相同含量與滑石粉表面接觸越多，相較于粒徑較大的滑石粉，粒徑較小滑石粉可以有效阻止塑料材料的應力收縮，降低收縮率。
另一方面，滑石粉填充到聚丙烯中，可以起到異相成核的作用，促進形成細而小的球晶，阻止較大的球晶產生，從而降低收縮率和后收縮。粒徑越小，比表面積越大，異相成核作用越好。
結語
滑石粉加入塑料中可改變塑料的多種性能，如成型收縮率、表面硬度、彎曲模量、拉伸強度、沖擊強度、熱變型溫度等特性，這些被改變的性能直接或間接的與滑石粉粒徑存在關聯。但是高端的超細無機粉體產品，看粒度也看材料特性，下游用戶在使用時需要進行深入研究和實踐。
參考來源
宋波，等：不同粒徑的滑石粉改性聚丙烯的性能研究，江西廣源化工有限責任公司
谷博，超細滑石粉的粒徑對滑石粉/聚丙烯復合材料力學及加工性能的影響，遼寧鑫達滑石集團
百度百科，滑石
