塑料加工用硅酮母粒开发及应用研究

1、 塑料加工用硅酮母粒开发及应用研究 摘要：塑料加工润滑剂，主要是用来降低界面黏附、减少摩擦、提高润滑性为目的助剂，在塑料加工成型中得到了广泛的应用。特别是有机硅润滑剂，热稳定性好，在使用过程中不分解、不挥发，安全环保，无毒、不腐蚀设备、不污染制品，越来越受到市场青睐，具有广阔的市场前景。硅宝采用特殊的制备工艺，可以实现不同超高分子量硅酮的稳定制备，结构分析表明，硅宝制备的超高分子量硅酮跟市售硅酮存在微结构上的差异，分子量分布更窄。本文通过自制超高分子量硅酮制备出硅酮含量50的硅酮母粒，并考察了硅酮母粒在30滑石粉填充的高密度聚乙烯复合材料中的加工润滑性能和对力学性能的影响。关键词：塑料加工用；

2、硅酮母粒开发；应用研究1实验部分1.1主要原料超高分子量硅酮：硅宝自制；高密度聚乙烯(hdpe)：5000s，中石化；滑石粉(talc)：1250目，四川滑石矿业有限公司；硅酮母粒：mb50a，市售；硅酮母粒：mb50b，自制。1.2主要设备仪器加压式密炼机：zg-05l，东莞市正工机电设备科技有限公司；转矩流变仪：xss-300，上海科创橡塑机械设备有限公司；双螺杆挤出机：ts-30，中蓝晨光化工研究设计院有限公司；熔融指数仪：xnr-400a，承德建德检测仪器有限公司；万能拉力机：e44104，美特斯工业系统(中国)有限公司；冲击试验机：vj-40，承德精密试验机有限公司。1.3硅酮母粒的

3、制备硅宝自制的超高分子量硅酮是一种透明固态橡胶状物质。为了实现这种硅酮与hdpe树脂的均匀混合，需采用密炼机在高温下进行密炼。密炼均匀后的共混物趁热再通过强制喂料口进入双螺杆挤出机挤出冷却造粒，最后得到硅酮含量为50，hdpe为载体的硅酮母粒mb50-b，具体制备工艺路线见图1。图l硅酮母粒(hdpe载体)工艺路线1.4试样制备用高速混合机将hdpe、喇c和不同质量分数硅酮母粒按照比例混合均匀，然后在170190条件下用双螺杆挤出机挤出造粒，粒料在80烘箱干燥3h。一部分粒料直接用于平衡扭矩和熔体质量流动速率测试，一部分粒料在180一200条件下注塑成测试样片用于力学性能测试。1.5性能测试1

4、.5.1平衡扭矩测试加入相同质量的物料到转矩流变仪中进行测试。测试温度190，加工时间5min，转速50rmin。1.5.2熔体质量流动速率(mfr)测试按照gbt36822000标准测试，采用测试条件为温度190和负荷12kg进行检测。1.5.3力学性能测试拉伸性能按照gbt104022006测试，采用万能材料试验机，测试速率为10mm/min；弯曲性能按gbt93412000测试，采用万能材料试验机，测试速率为2mm/min；冲击强度采用悬臂梁缺口冲击试验，根据cbt10432008测试标准进行测试。2结果与讨论2.1硅酮母粒的润滑性能平衡扭矩是指塑料熔体在密闭式混合器中固定转速下螺杆转动

5、达到平衡时的扭矩。结合mfr，可以综合评估硅酮母粒对塑料熔体加工流动性的影响。平衡扭矩越小，m艘越大，塑料的加工流动性就越好，即硅酮母粒的润滑效果就越好。为了说明硅宝硅酮母粒的润滑效果，本研究以国外同类产品mb50-a为参照。图2比较了hdpe+30talc复合材料在添加相同质量分数硅酮母粒后，平衡扭矩和脱阳的变化情况。图2硅酮母粒对复合材料平衡扭矩和mfr的影响从图2可以看出，在hdpe+30talc复合体系中，随着硅宝硅酮母粒添加量增加(0110)，熔体的平衡扭矩逐渐下降，肘职相应增加，说明硅宝硅酮母粒对hdpe+30talc复合体系具有润滑效果。添加05的硅宝硅酮母粒，熔体平衡扭矩下降了

6、25，蚴哝增加了119，润滑效果显著，略优于道康宁同类产品。添加量增加到1o时，硅宝硅酮母粒的润滑效果增加不明显，跟国外产品的变化规律一致。2.2硅酮母粒对力学性能的影响2.1硅酮母粒对拉伸性能的影响如图3所示，为hdpe+30talc复合体系在添加硅酮母粒后，拉伸强度和断裂伸长率的变化情况。可以看出，添加硅酮母粒后，hdpe+30附c复合材料的拉伸强度有所下降，而断裂伸长率有所提高。在硅宝硅酮母粒添加量不超过05时，复合材料的拉伸强度保持率可达93以上。图3硅酮母粒对复合材料的拉伸强度和断裂伸长率的影响2.2.2硅酮母粒对弯曲性能的影响由图4弯曲强度和弯曲模量的变化情况可以看出，当硅酮母粒添加量不超过05时，复合材料的弯曲强度和弯曲模量的变化幅度较小，弯曲性能保持率在96以上，说明硅宝硅酮母粒的少量添加对复合材料弯曲性能的影响非常小。图4硅酮母粒对hdpe+30talc复合材料的弯曲性能的影响结论1)硅宝自主开发的塑料加工用硅酮母粒能够明显改善hdpe+30talc复合材料的加工性能，润滑效果略优于国外同类产品。2)硅宝硅酮母粒可以改善hdpe+30talc复合材料的冲击强度，但会导致拉伸强度和弯曲性能的下降，当添加量不超过05时，拉伸强度和弯曲强度保持率达93以上。3)对于hdpe+30talc复合体系，当硅宝硅酮母粒