滑石粉在雙螺桿造粒改性塑料行業(yè)中的應用滑石粉的加入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、成型工藝及產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性等；超細目滑石粉添加到塑料里，可顯著提高塑料制品的剛性和耐蠕變性、硬度和耐表面劃傷性、耐熱性和熱變形溫度；相當細度的滑石粉亦能提高塑料制品的沖擊強度，并且添加后還具有潤滑作用，能起流動促進作用，提高塑料的加工工藝性，它還有一個顯著的特點，就是具有成核劑的作用。
1. 聚丙烯樹脂（PP）滑石粉常用于填充聚丙烯?；劬哂斜∑瑯?gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征。因此粒度較細的滑石粉可用作聚丙烯的補強填充劑。在聚丙烯的改性體系中，加入超細滑石粉不但能夠顯著的提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性，還可以提高聚丙烯的沖擊強度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用，提高聚丙烯的結(jié)晶性，從而使聚丙烯各項機械性能提高，又由于提高結(jié)晶性，細化晶粒，亦能提高聚丙烯的透明性。填充20%和40%超細目滑石粉的聚丙烯復合材料，不論是在室溫和高溫下，都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。
聚丙烯（PP）/滑石粉以其價廉、力學性能優(yōu)異等優(yōu)點在車用塑料中廣泛應用。但該材料還存在一些不足之處，如密度大，這不利于汽車輕量化。微發(fā)泡PP/滑石粉材料不但具有復合材料的優(yōu)異性能，而且密度下降，質(zhì)量減輕。
PP/滑石粉母粒
采用同向
雙螺桿造粒機擠出造粒，工藝參數(shù)：螺桿轉(zhuǎn)速140r/min，喂料速率1.2-1.5r/min，擠出加熱區(qū)溫度160-188℃。
微發(fā)泡PP/滑石粉復合材料
PP/滑石粉母粒、發(fā)泡劑母粒在注塑機中二次開模成型，制備符合測試標準的啞鈴型樣條。注射溫度175℃，注射速率95%，注射壓力500kPa。
微發(fā)泡復合材料的力學性能
滑石粉的質(zhì)量分數(shù)對微發(fā)泡材料比強度的影響
比強度是衡量材料輕質(zhì)、高強的重要指標。由上圖可知：相比于純PP材料，滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%的未發(fā)泡PP材料的比拉伸強度降低，比彎曲強度增加，比沖擊強度基本不變；隨著滑石粉的質(zhì)量分數(shù)進一步增加，材料的比拉伸強度、比彎曲強度和比沖擊強度均降低
相比于純PP材料，滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%的PP材料發(fā)泡以后，比拉伸強度和比彎曲強度增加，比沖擊強度略有降低；繼續(xù)增加滑石粉的質(zhì)量分數(shù)，發(fā)泡材料的比拉伸強度、比彎曲強度和比沖擊強度均降低。對同一材料而言，發(fā)泡后材料的比強度均低于未發(fā)泡材料的。
通過上述材料比強度的分析，材料發(fā)泡后，滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%的PP材料的比強度，繼續(xù)增加滑石粉的質(zhì)量分數(shù)，反而降低材料的比強度。因此，少量的滑石粉填充有利于提高PP材料發(fā)泡后的力學性能。
微發(fā)泡復合材料的泡孔結(jié)構(gòu)
3微發(fā)泡滑石粉填充PP復合材料的光學顯微鏡照片 滑石粉的質(zhì)量分數(shù)：a 0%、b 5%、c 10%、d 20%
相比于純PP材料，滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%的PP復合材料發(fā)泡后泡孔形狀規(guī)則，均勻致密，無泡孔合并和塌陷等現(xiàn)象。質(zhì)量分數(shù)為5%的滑石粉加入到PP基體中，起到熱點成核作用。隨著滑石粉的質(zhì)量分數(shù)進一步增大，滑石粉之間發(fā)生團聚，異相成核作用減小，后者對發(fā)泡體系的影響比前者的大，因而泡孔塌陷現(xiàn)象嚴重，泡孔稀疏。
這主要是因為滑石粉的成核作用明顯，泡孔數(shù)量增加，若相鄰泡孔尺寸相近，在界面張力的作用下趨于合并；若尺寸相差較大，由于泡孔內(nèi)氣體壓力的不同，泡孔間的熔體薄膜破裂，泡孔合并。
微發(fā)泡復合材料的泡孔直徑和數(shù)量
微發(fā)泡復合材料的泡孔直徑和數(shù)量的影響
由圖可見：滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%的PP材料的泡孔平均直徑小，為73μm，同時泡孔數(shù)量，達132個。相比于純PP發(fā)泡材料，加入質(zhì)量分數(shù)為5%的滑石粉后，泡孔平均直徑減小2700，泡孔數(shù)量增加7800。這是因為在PP基體中加入滑石粉后，滑石粉粒子起到了熱點成核作用，泡孔數(shù)量增加，泡孔直徑減小。
隨著滑石粉的質(zhì)量分數(shù)進一步增大至10%，滑石粉之間發(fā)生團聚，成核點減少，異相成核作用減小，后者對發(fā)泡體系的影響比前者的大，因而泡孔的平均直徑反而增大，泡孔數(shù)量降低；繼續(xù)增加滑石粉的質(zhì)量分數(shù)至20%時，泡孔直徑有所降低，泡孔數(shù)量增加。雖然高達20%的滑石粉的質(zhì)量分數(shù)會發(fā)生團聚，但是此時成核點數(shù)量也會增加，異相成核對該發(fā)泡體系的影響比較大，此時泡孔直徑降低，泡孔數(shù)量增加。
小結(jié)
（1）滑石粉對PP材料的發(fā)泡具有異相成核作用，當滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%時，獲得泡孔細小、均勻且致密的微發(fā)泡材料。隨著滑石粉的質(zhì)量分數(shù)增加，由于滑石粉在基體中的分散性較差，產(chǎn)生團聚，從而泡孔直徑增大、數(shù)量降低。
（2）PP材料發(fā)泡后各項力學性能均降低，但滑石粉的質(zhì)量分數(shù)為5%時，PP材料微發(fā)泡后力學性能下降，其中比彎曲強度基本接近未發(fā)泡材料的。
2.聚乙烯樹脂（PE）滑石是天然硅酸鎂，它獨特的微鱗片狀結(jié)構(gòu)，具有一定的抗水性和高度的化學惰性，因此有良好的耐化學腐蝕性和滑動性。用它填充聚乙烯可作為工程塑料，有良好的耐化學腐蝕性和流動性。用它填充聚乙烯能夠提高以下性能：提高韌度、撓曲模量和扭曲模量；提高撓曲強度；降低在常溫和高溫下下蠕變傾向；提高熱變溫度及尺寸穩(wěn)定性；改善變形和翹曲，同時亦有較低的熱膨脹系數(shù)；改進導熱性；提高模塑件的表面硬度及光潔度；提高聚乙烯的機械強度。
3.ABS樹脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）ABS樹脂是無定形聚合物，具有聚苯乙烯那樣優(yōu)良的成型加工性；它具有良好的抗沖擊強度，耐低溫性能好，拉伸強度高耐蠕變性能好。為了提升ABS現(xiàn)有的使用性能，人們對ABS改性的研究廣泛的開展。比如ABS與PVC共混制造的汽車儀板吸塑片、ABS與PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮，不但強度高、韌性大而且能夠保持表面花紋的耐久性。
這種共混材料加超細碳酸鈣或超細滑石粉進行填充，能夠顯著的提高共混材料的缺口沖擊強度和耐撕裂強度，比如：添加超細滑石粉或碳酸鈣5-15%，缺口沖擊強度可提高2-4倍。由于ABS是無定型聚合物具有容納較多填料的功能。其中添加超細滑石粉既能顯著地提高ABS原存的性能，又能降低成本。
4.聚苯乙烯樹脂（PS）未改性的通用級聚苯乙烯是無定形聚合物，它硬而脆，但它具有良好的電性能、耐老化性能和高的尺寸穩(wěn)定性，缺點是脆性高，對環(huán)境應力開裂敏感。添加超細滑石粉能夠提高沖擊韌性，調(diào)節(jié)流變性，擾曲模量顯著提高，抗張屈服強度也有提高。例如：添加40%超細滑石粉或滑石粉母料，擾曲模量從23800kg/cm2增加58800kg/cm2，抗張度從336kg/cm2提高到385kg/cm2。
5.尼龍樹脂（PA）對尼龍（聚酰胺），在工業(yè)上特別注意利用這種塑料的韌性和耐磨性。尼龍一般是硬的，類似角質(zhì)，具有良好的耐磨性和高的尺寸穩(wěn)定性。這些性能都可以通過填充劑或增強劑加以進一步提高。
PA66的硬度、勁度、耐磨性和熱變形溫度在尼龍里是高的；
PA6以其較高的韌性著稱；
PA610吸水性較低，從而尺寸穩(wěn)定性也較高；
PA11沖擊強度在尼龍里高。
在各種填料中，層狀結(jié)構(gòu)的滑石粉能提高尼龍原有的好性能，改進耐磨性**為重要。與金屬相比未填充改性尼龍彈性模量低，拉伸和蠕變強度低，力學性能與溫度有明顯的依賴關(guān)系，分子上含有吸水基因胺基，吸水率高，制品在使用時易吸水膨脹變形，加工成型時冷卻快結(jié)晶不完全，在使用時還在結(jié)晶，這就導致制品變形，甚至開裂。
尼龍的上述缺點，添加超細滑石粉能夠有很大的改善，滑石粉有成核劑的作用，添加后能夠提高尼龍的結(jié)晶速率，增大結(jié)晶度。因此特別能夠提高尼龍的韌度、機械強度、硬度、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性，改進制品表面質(zhì)量和變形行為，對于吸潮性、電性能和化學性能也有好的影響。
6.聚氯乙烯樹脂（PVC）用普通粉體填充聚氯乙烯已經(jīng)非常普遍地在使用，如制造硬聚氯乙烯管材，填充碳酸鈣量可以達到40%，但是聚氯乙烯的抗張強度和沖擊強度都要降低；如果添加平均顆粒在5微米即2000目的滑石粉，添加到40-45%體積份數(shù)時，可以發(fā)現(xiàn)材料的屈服強度甚至高于原來的斷裂強度，對聚氯乙烯體系有明顯的增強作用。對于沖擊強度，添加超細滑石粉，無缺口沖擊強度在15%重量份內(nèi)基本上不降低，缺口沖擊強度有所降低，對于擾曲模量，能夠顯著增加。超細粉體對于添加增韌性劑的聚氯乙烯體系，如PVC/CPE、PVC/ABS體系，則具有十分顯著的補強作用。
7.其他樹脂
在含氟聚合物中如聚四氟乙烯，添加滑石粉能夠改進蠕變強度、耐磨性、韌度、導熱性、壓縮強度、硬度、蠕變傾向和在高溫下的熱變形性；
在聚甲醛中添加滑石粉填充劑，可以使其本身韌度進一步提高；
在聚碳酸酯中添加超細目滑石粉，可以提高韌度；
在聚苯硫醚中添加超細目滑石粉，可以獲得較好的加工性，較低的收縮，脫模尺寸。
8.滑石粉對SEBS（彈性體）滑石粉對SEBS為基材的TPE熱塑性彈性體性能的影響有時候也不一定要用鈣粉作為填料，滑石粉也可以作為TPE熱塑性彈性體的基材之一；滑石粉與其它填料相比，它的主要特點是：白度好，能適當增加共混粒料的流動性。在確定某一粒料的基本配方的條件下，即SEBS YH-503 100份，粉料PP 40份，白油（26# @TPE白油-何 ） 200份，改變滑石粉的加入量，隨著滑石粉加入量的增加，共混粒料的性能基本保持不變，變形逐漸變小，拉伸強度在滑石粉加入量增加到40份下降比較明顯。
