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高分子材料成型加工是高能耗作业,目前普遍采用螺杆机械,如螺杆挤出机、螺杆注塑机等,但这种机械结构普遍存在物料塑化输送经历的热机械历程长、能耗高、设备结构大、对物料特性依赖性强等缺陷。华南理工大学瞿金平教授最新研制的叶片挤出机彻底摒弃了基于剪切流变的螺杆挤出加工方式,通过采用正位移的输送原理及引入拉伸流场的作用方式,使得聚合物在叶片挤出机中具有热-机械历程短、降解程度小、物料混合效果好等特点。我国硅灰石矿产资源丰富,为了加速对这一优质矿产的开发利用,深入研究这种新型塑化设备挤出加工硅灰石/PP复合材料具有重要的科学意义和现实意义。论文内容是采用叶片挤出机成型硅灰石/PP复合材料制品,研究了硅灰石含量、硅灰石的目数以及叶片机转速对PP力学性能的影响。研究表明,在0~50%之间随着硅灰石填充量的增加,复合材料的冲击强度最大提高67.87%,弯曲强度最大提高了59.87%,拉伸强度最大降低幅度为10.78%。随着硅灰石细度的增加,硅灰石增强PP的拉伸强度最大提高了9.52%,缺口冲击强度最大增加了51.41%,弯曲强度最大降幅为6.45%。随着转速的提高,复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度呈现先增加后降低的趋势,低目数(200目)填充的复合试样在转速为60r/min附近力学性能达到最大值,与纯PP相比拉伸强度降低2.48%,冲击和弯曲强度分别提高8.38%和40.43%;高目数(1250目)填充的复合试样在转速为75r/min左右力学性能最佳,与纯PP相比拉伸、冲击和弯曲强度分别提高2.22%、56.8%和26.87%。借助于扫描电子显微镜,研究硅灰石针状粉的微观形态及复合材料的界面结构,探讨了针状硅灰石粉对PP的力学性能增强的微观机理。通过叶片挤出加工实验研究,我们找到硅灰石/PP的最佳工艺参数(1250目,30wt%,75r/min)来获得填充PP的最好效果,具有很好的现实意义。