随着现代工业的发展,人们对于聚合物材料性能的要求越来越高。为使聚合物材料得到较好的性能,国内外广泛通过合金、共混、复合和改性等技术对聚合物材料进行了大量的研究,而无机填料增强增韧塑料的研究是其中一个重要方向。对于填充共混研究,单纯依靠简单低效的机械共混已再不能满足生产的需要。新型三螺杆动态塑化混炼技术,在塑化混炼过程中引入振动,改变传统的高分子材料纯剪切稳态塑化混炼、输送机理为动态塑化混炼、输送机理,使塑化混炼过程中参数发生周期性的变化。这种动态塑化混炼设备对于制备聚合物共混及复合材料具有明显的优势。 本论文选取两种填充量的聚丙烯/硅灰石体系进行实验研究,通过改变振动参数(振动频率和振动幅度)、螺杆转速和填充比率等参数,较为系统地研究了振动强化聚丙烯/硅灰石体系的机理,分析了振动参数、螺杆转速和填充量对制品的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率和弯曲模量的影响规律,以及硅灰石分散分布、排列取向、粒径变化和硅灰石聚丙烯结合界面等微观结构的影响规律。总体上对从事硅灰石和聚丙烯共混研究和生产具有一定的启发性和参考价值。 研究结果表明,与稳态(没有引入振动)相比,动态(引入振动)加工条件下制品力学性能得到一定提高。尤其是对于断裂伸长率而言,提高非常显著,最大幅度达到53.7％,拉伸强度最大提高了11.2％,冲击强度最大提高了13.6％,弯曲强度最大提高了20.7％,弯曲模量最大提高了41.0％。另外,在动态加工条件下,改善了共混物的微观结构,增强了硅灰石在基体中的分散取向,细化并均一了硅灰石的粒径,加强了纤维与基体之间的界面粘结。因此,三螺杆动态塑化混炼挤出机由于引入振动,从而很好地适用于加工聚丙烯/硅灰石此类复合材料的加工。