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硅灰石是一种新型工业矿物材料,于其他矿物相比较,硅灰石无毒、耐化学腐蚀、吸油性低、价格低廉,且具有针状形态。常作为玻璃纤维、石棉和片状滑石粉的代用品或并用品广泛地应用于橡胶、塑料及造纸作为填料。由于无机填料与聚合物的粘结性不好,在聚合物中难以均匀分散,因此要求对硅灰石表面进行改性,使之有机化,提高与聚合物的粘结性和分散性。本文主要探讨针状硅灰石表面活化方法及填充PA-6复合体系结构与性能,重点考察了三种表面活化方法对硅灰石表面性质的影响,探索硅灰石的用量、粒径、表面活化方法等对PA-6复合体系力学性能、加工流动性及耐热性能的影响。结果表明,活化方法对硅灰石表面性质影响很大。采用预处理法活化改性硅灰石,通过正交优化实验,并借助FT-IR和OPM,选定最佳预处理条件:反应温度为30℃,反应时间为30min,盐酸浓度为2%,硅灰石能保持其针状特殊结构的情况下发生表面刻蚀,活性基团数量明显增多。采用无皂乳液聚合法制备硅灰石-g-PMMA,并借助FT-IR、SEM、接触角测定及沉降高度测试等手段进行分析表征,硅灰石表面出现羰基的特征振动峰和甲基的伸缩振动峰,并且硅灰石粒径变大,形成外围为PMMA的“核-壳”结构,硅灰石的疏水性和亲油性明显得到改善。PA-6复合体系力学性能研究表明,随着硅灰石用量的增加,PA-6复合体系的拉伸强度得到提高,耐热性能提高,加工流动性则下降,在硅灰石用量为30%时,PA-6复合体系的拉伸强度达到最大值84.31MPa。在直接法、预处理法、原位无皂乳液聚合法三种活化方法改性的硅灰石填充PA-6(30/70)复合体系中,原位无皂乳液聚合法改性的硅灰石填充PA-6复合体系的拉伸强度和缺口冲击强度最高,较未改性体系分别提高16.3%和89%,直接法改性的硅灰石填充PA-6复合体系的加工流动性最好。