玻璃微珠在塑料改性中的應(yīng)用方法探討

摘 要：玻璃微珠是近年來發(fā)展出現(xiàn)的一種新材料，這種新型產(chǎn)品性能很高，非常容易分散在有機(jī)材料體系中。玻璃微珠不僅能應(yīng)用于航空航天機(jī)械的除銹工作，還在城市道路上的斑馬線、雙黃線的反光裝置當(dāng)中有所運(yùn)用。塑料的改性也是近年來國(guó)家發(fā)展較為快速的一種新興產(chǎn)業(yè)，利用玻璃微珠進(jìn)行塑料改性工作的完成是一種很優(yōu)秀的方法。文章對(duì)玻璃微珠在塑料改性當(dāng)中的應(yīng)用做出了論述，希望對(duì)相關(guān)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：玻璃微珠；塑料改性；應(yīng)用探討

一、玻璃微珠的概述

（一）玻璃微珠的組成成分及特點(diǎn)介紹

玻璃微珠的主要成分是二氧化硅，除此之外，還有一些金屬氧化物，如氧化鎂，氧化鈣，氧化鈉，還有少量的氧化鋁等其他成分。空心微球的特點(diǎn)是空心玻璃微珠，由于具有小尺寸和光滑表面，從而使得它們具有優(yōu)異的流動(dòng)性，分散性和低吸油性。另外，空心微球還可承受1300℃以上的高溫。[1]

（二）玻璃微珠的優(yōu)點(diǎn)介紹

對(duì)玻璃微珠的優(yōu)點(diǎn)分析，從表面上看，玻璃微珠具有體積輕，體積大的特點(diǎn)。由于玻璃顆粒的密度小，用作填充材料不僅降低了產(chǎn)品的負(fù)荷，而且有效地降低了待填充物品的生產(chǎn)成本。另外，玻璃微珠具有高流動(dòng)性，并且由于它們的形態(tài)為球形，一方面，它們的流動(dòng)性遠(yuǎn)高于薄片和不規(guī)則形狀等填充材料的流動(dòng)性；另一方面，并且可以確保收縮率，從而使產(chǎn)品尺寸和模型更穩(wěn)定。

二、玻璃微珠在塑料改性中綜合技術(shù)的應(yīng)用分析

如果玻璃微珠可以均勻地分散在基質(zhì)中，不僅可以提高復(fù)合材料的比強(qiáng)度值，而且空心玻璃微珠是無機(jī)材料，其主要成分是SiO2和Al2O3，因此它們具有良好的耐熱性，因此添加基質(zhì)可以在一定程度上提高復(fù)合材料的耐熱性。[2]

在本文中，使用玻璃微珠和尼龍混合改性作為實(shí)例，進(jìn)行綜合性能測(cè)試。通過結(jié)合分析，為確定最佳混合條件和方法提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

（一）與材料拉伸強(qiáng)度的應(yīng)用方法分析

材料的拉伸是一個(gè)過程，其中的分子在外力取向以吸收能量。在一定品質(zhì)的尼龍6的前提下，隨著玻璃微珠含量的增加，塑料的整體抗拉強(qiáng)度先上升然后下降。當(dāng)玻璃微珠添加到系統(tǒng)中時(shí)，材料的強(qiáng)度提高到在某種程度上，但玻璃微球阻礙了材料內(nèi)部分子鏈的取向，這將不可避免地導(dǎo)致斷裂伸長(zhǎng)率的下降。但是，當(dāng)玻璃微珠的量達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)發(fā)生凝聚。因此，材料的斷裂伸長(zhǎng)率的降低變得更明顯。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，玻璃微珠含量為15%的比例時(shí)，材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大。[3]

（二）與材料沖擊強(qiáng)度的應(yīng)用方法分析

材料的沖擊強(qiáng)度是在高速?zèng)_擊條件下材料的韌性或抗斷裂性的技術(shù)上重要的指標(biāo)。與材料的其他極端特性不同，它指的是破壞單元橫截面積所需的能量。考慮到尼龍6的特定質(zhì)量，隨著玻璃微珠的價(jià)值增加，材料的總體沖擊強(qiáng)度首先增加然后后退。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，當(dāng)玻璃微珠的含量為20%時(shí)，塑料的沖擊強(qiáng)度才能達(dá)到最大化。因此，由于在相容性關(guān)系中沒有處理過的玻璃微珠，很容易凝聚，加入超高分子量聚乙烯后，改性玻璃微珠上的偶聯(lián)劑分子超高濃度，乙烯分子鏈具有很強(qiáng)的物理纏結(jié)性。

（三）與材料維卡軟化點(diǎn)的應(yīng)用方法分析

將玻璃微珠填充到尼龍6中，觀察并分析玻璃微珠填充量的增加促進(jìn)了塑料硬度的增加。從整體趨勢(shì)來看，材料的維卡軟化點(diǎn)隨著玻璃微珠含量的增加而線性增加。在相同條件下，玻璃微珠含量越高，分散性越好，材料的維卡軟化點(diǎn)溫度越高。由于微珠含量越高，分散性越好，越影響分子運(yùn)動(dòng)，其原因是分子鏈需要更多的能量來突破并阻礙整個(gè)運(yùn)動(dòng)，換句話說，材料需要在更高的溫度下達(dá)到形狀的變量，所以維卡軟化點(diǎn)相應(yīng)提高。[4]

（四）與材料耐熱性的應(yīng)用方法分析

玻璃微珠含量的增加將增加改性材料的耐熱性，但它不會(huì)一直增加。由于玻璃微珠的填充量不是特別大，材料在相對(duì)低的溫度下經(jīng)歷一定的變形。當(dāng)玻璃微珠達(dá)到一定含量時(shí)，材料的整體耐熱性趨于穩(wěn)定。在尼龍6中填充玻璃微珠可以有效地減慢反應(yīng)速度，從而使材料的整體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，使材料可以避免在日常使用中由光熱現(xiàn)象引起的材料老化阻塞，從而導(dǎo)致材料不能變形到相對(duì)小的程度。然而，玻璃微珠對(duì)分子鏈運(yùn)動(dòng)的限制作用會(huì)隨著溫度的升高而降低，因?yàn)楫?dāng)溫度上升到一定值時(shí)，分子鏈可以獲得足夠的能量來改變它的相對(duì)性。[5]

三、探究玻璃微珠在塑料改性應(yīng)用的綜合分析

（一）塑料改性后的結(jié)論分析

經(jīng)過化學(xué)活化的玻璃微珠在尼龍6塑料中進(jìn)行改性后，由于玻璃微球本身的球形結(jié)構(gòu)，在向熔體施加外力后可以提高整體流動(dòng)性，改變塑料表面，可以大大改善浮動(dòng)纖維的外觀。一方面，產(chǎn)品表面光滑細(xì)膩，浮纖的外觀得到改善，硬質(zhì)表面使產(chǎn)品表面耐磨材料更致密，耐磨性和耐刮擦性更好；另一方面，玻璃纖維的各向異性引起玻璃纖維改性尼龍產(chǎn)品的翹曲后現(xiàn)象，這可以降低玻璃纖維的各向異性效應(yīng)。玻璃微球的改性對(duì)提高填料與基體的相容性起著重要作用，直接影響復(fù)合材料的各種性能。改性塑料具有很強(qiáng)的可塑性，玻璃微珠可以有效地提高塑料材料的抗拉強(qiáng)度和抗沖擊性。[6]

（二）對(duì)塑料改性的研究介紹

（1）化學(xué)反應(yīng)改性。利用表面改性劑與材料表面的顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行材料改性。作為表面改性劑，可以使用偶聯(lián)劑或不飽和有機(jī)酸。表面改性通過使用金屬鹽溶液來改變材料以減少與玻璃微珠的反應(yīng)，從而在材料表面上形成金屬納米薄膜。

（2）表面涂層方法。通過涂覆無機(jī)顆粒如玻璃微珠，實(shí)現(xiàn)無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)塑料表面的改性。

四、總結(jié)

綜上所述，由于玻璃微珠具有均勻性，在塑料改性過程中填充玻璃微珠可以很好地降低玻璃纖維的影響，從而有效地減少了翹曲后的發(fā)生。作為一種新型的無機(jī)非金屬材料，玻璃微珠具有低成本和優(yōu)異的化學(xué)性能。因此，合理填充玻璃微珠可以有效降低塑料改性的成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛世杰.玻璃微珠在塑料改性中的應(yīng)用方法探討[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016（24）：55-56.

[2]馬赟喆.玻璃微珠在塑料改性中的應(yīng)用[D].北京化工大學(xué)，2012.

[3]李傳營(yíng)，陳壽花.玻璃微珠改性酚醛塑料的研制及其微觀形態(tài)的探討[J].塑料加工與應(yīng)用，2011（3）：11-14.

[4]陳曦，馬小豐，金旺，等.玻璃微珠填充改性聚甲醛復(fù)合材料的制備及性能研究[J].工程塑料應(yīng)用，2014（11）：28-32.

[5]方海林，袁淑軍.玻璃微珠改性尼龍6的研究[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2013（4）：19-21.

[6]史煒，楊偉，楊鳴波，等.小粒徑玻璃微珠共混改性LLDPE的研究[J].工程塑料應(yīng)用，2004，32（2）：14-17.

作者簡(jiǎn)介：李白羽（1983-），男，漢族，黑龍江寧安人，本科，研究方向：塑料改性。