硅灰石的常見表面處理不能改善顆粒被粉碎時形成的銳利棱角、平整解理面對復合材料性能帶來的影響。這是因為復合材料中硅灰石的棱角和解理面在和有機物形成界面時,會成為應力集中點,直接影響其填充性能。如果能在硅灰石剛性粒子表面包覆一層納米級無機顆粒,那么復合材料既可保留纖維狀硅灰石剛性粒子所帶來的強度,又可以充分利用納米材料產生的特殊效應,以改善硅灰石和有機物的結合界面
納米SiO2包覆硅灰石填充改性PP可同時達到增強、增韌的目的。
用無機包覆沉淀法制備二氧化硅/硅灰石復合顆粒,與未處理硅灰石相比,復合顆粒和PP有更良好的結合界面,使得復合顆粒填充PP的屈服強度和彎曲強度隨添加量的增大而增加,明顯優于未處理硅灰石和改性后硅灰石填充后的。復合材料斷裂強度的變化則相對復雜,其沖擊強度隨填料添加量的增加而降低。
納米碳酸鈣包覆改性微米硅灰石復合粒子填充塑料的拉伸強度、缺口沖擊強度、彎曲強度均明顯高于未改性包覆復合粒子。
硅灰石作為新型的稀有無機礦物填料,除滿足塑料力學性能的基本要求外,只有發揮其對塑料特殊性能明顯改善的優勢,才能從其他無機填料中脫穎而出,提高附加值,擴展在塑料材料中使用范圍。硅灰石可以賦予塑料的特殊性能主要包括:部分替代短玻纖、提高熱導率和尺寸穩定性、降低線性膨脹系數CLT采用硅烷偶聯劑KH-550和鈦酸酯偶聯劑JN-114及直接法和預處理法兩種表面處理工藝對硅灰石進行表面改性并制備了相應的尼龍6(PA6)/硅灰石復合材料,分析和研究了這兩種處理工藝對PA6/不同偶聯劑改性硅灰石復合材料力學性能的影響。結果表明,直接法可以改善PA6/硅灰石復合材料的拉伸強度和沖擊強度,其中KH-550的改善效果明顯優于JN-114。預處理法可明顯增加硅灰石表面活性基團的數量,進一步提高PA6/KH-550改性硅灰石復合材料的拉伸強度(最高達96.26MPa);但對PA6/JN-114改性硅灰石復合材料力學性能的影響不顯著。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察和熔體流動速率(MFR)測試表明,經預處理法處理的KH-550改性硅灰石與PA6的界面結合得到了進一步增強。E(無縫)、提高耐刮擦性能、提高熱變形溫度(HDT)、提高低溫沖擊/熱塌陷性能。