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低品位滑石加工及其对聚丙烯力学性能影响的研究Low grade talc processing and the research of its effect on mechanical properties of polypropylene摘 要滑石是储量巨大的非金属矿物资源，常作为填料使用，添加到塑料中可以有效增加尺寸稳定性、增加材料的刚度、提高材料的耐热性，同时也能降低材料成本。但其自身为层状结构，添加到塑料中可导致聚合物密度增加、光泽度下降，使用不好会导致冲击韧性下降。由于滑石资源在全世界分布较广，各国储量较大并且广泛应用于造纸、塑料、农业、医学等诸多领域，使它的开发与利用得到较多研究，因此对滑石的应用性探究具有重要的科学意义和指导意义。本文主要采用湿法工艺对豫西南低品位滑石矿进行加工改性和应用性探索，得到了滑石超细粉碎-表面改性一体化新工艺。在工艺中，选用SMA-0.75型篮式研磨机和磨矿介质为φ2mm的氧化锆球、磨机转速为1000r/min、入磨物料粒度为600目、球料比为33:5、磨矿浓度为8.33%等参数，对滑石进行改性，得到了最佳改性剂为钛酸酯偶联剂HY13C、最佳改性时间为3h、改性剂最佳添加量为滑石原矿质量的5%等实验条件，并利用红外光谱和热重分析技术，得到了钛酸酯偶联剂改性滑石的机理是化学键合作用。利用湿法超细粉碎-表面改性一体化工艺，大大简化了实验流程，节约了实验成本，同时得到了活化指数为89.11%、接触角为128.5°、d(0.5)为6.192um的超细改性滑石粉，其建材白度和陶瓷白度分别达到了77.83和78.04。将经过湿法超细粉碎-表面改性的滑石粉以最佳添加量10%添加到聚丙烯中，滑石PP聚合物与纯PP相比，拉伸强度达到33.92MPa，提高了29.86%；最大应力伸长率达到5.14%；弯曲强度达到53MPa，提高了22.43%；缺口冲击强度达到4.53KJ/㎡，提高了42%；无缺口冲击强度达到了60.9KJ/㎡，提高了59%。为了进一步扩大实验规模，更好的使滑石资源应用于市场，本文采用了干法超细粉碎-表面改性一体化工艺，对豫西南低品位滑石进行加工。在流化床气流粉碎机中，工艺参数分别设为30HZ、60HZ和90HZ，d(0.5)可达到7.573um、3.594um和2.531um。以60HZ工艺参数下的超细滑石粉为原料，在高速混合机中进行改性实验，钛酸酯偶联剂HY13C添加量为1.5%时，滑石粉的活化指数可达到85.35%，硬脂酸添加量为1.5%时，活化指数可达到93.21%。为进一步简化干法工艺，探索最佳工艺流程，在流化床气流粉碎机中，对滑石进行超细粉碎-表面改性一体化实验，取硬脂酸为改性剂，添加量1.5%，工艺参数分别设为30HZ、60HZ和90HZ，滑石的活化指数分别达到了80.43%、90.19%和91.21%。将干法改性后的滑石样品以添加量10%，添加到聚丙烯树脂中，在拉伸性能方面，经钛酸酯偶联剂HY13C改性后的滑石样品作用效果最好，可达到34.83MPa，与纯PP相比，提高了13.01%；在弯曲性能方面，未改性的超细滑石样品作用效果最好，可达到45.82MPa，与纯PP相比，提高了42.92%；在冲击性能方面，经钛酸酯偶联剂HY13C改性后的样品作用效果最好，无缺口冲击强度可达到75.07KJ/㎡，与纯PP相比，提高了15.53%。本文的湿法工艺可为实验室研究工作，提供参考，干法工艺可为滑石等同类资源的开发和利用的提供一定的技术支撑。关键词：滑石钛酸酯聚丙烯改性超细粉碎AbstractTalc is a non-metallic mineral resource with huge reserves, often used as filler. Adding it to the plastic can effectively increase the dimensional stability and the stiffness of the material, improve the thermal property of materials, and also can reduce the cost of materials. However, because of its layered structure, adding talc to the plastic could lead to the increase of the polymer density and the reduction of gloss. When misused, it could cause the reduction of impact toughness. Because the talc