研究生: |
王瑾輝 WANG, JIN-HUI |
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論文名稱: |
爐石當塑膠填充劑的可行性研究 |
指導教授: |
許貫中
Hsu, Kung-Chung |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
化學系 Department of Chemistry |
畢業學年度: | 80 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 104 |
中文關鍵詞: | 爐石 、塑膠 |
論文種類: | 學術論文 |
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爐石為煉鐵時所副產的廢料,由於產量太多,目前只應用於水泥或陶瓷配料附加價值
不高,本研究將其添加至聚丙烯塑膠中,評估其充當填充劑之可行性,擬藉以提昇其
使用價值。
實驗中磨製四種不同粒徑的爐石和兩種商業化的滑石粉、碳酸鈣當作聚丙烯填充劑,
進行比較。填充劑之添加量自10wt% 至50wt% ,測試試體之機械、流變和結晶性質,
同時還比較經偶合劑處理後的影響。
機械測試包括拉力、彎曲和耐衝擊測試。結果顯示,爐石在5-10μm的粒徑填充者有
較好的機械性質,但顆粒度的影響並不會很大。而與滑石粉、碳酸鈣填充者比較,高
含量(≧30wt%) 時,拉力、彎曲和耐衝擊的強度與滑石粉填充者相近,而優於碳酸鈣
填充者。在低含量時(≦20wt%) ,爐石塑膠的拉力和衝擊強度比另兩種填充者差,張
力和彎曲模數較碳酸鈣填充者高;而經表面處理後的爐石填充塑膠,對其機械性質的
幫助不大。
動態熔融流變性質的測試,結果顯示,因滑石粉與聚丙烯的黏著性較好而黏度(7')
較高,碳酸鈣填充者其次,爐石填充者黏度最低,即其流動性最佳。惟爐石添加量超
過40wt%之後,易產生集聚(agglomeration)現象,增加粒子間磨擦使其阻尼(Tan 8)
增加。
由DSC 的分析發現,經過驟冷處理測得的試體結晶度受填充劑含量、種類和顆粒度的
大小的影響不大。不過聚丙烯、爐石塑膠和碳酸鈣塑膠會有兩種晶相產生,而滑石粉
塑膠則只有一種晶相存生。
從SEM 觀察彎曲測試後的試體斷面發現,爐石與聚丙烯的界面黏著現象比碳酸鈣和滑
石粉填充者差,而經表面處理者則有改善。
一般降低成本為目的的填充劑,添加量大於30WT% 以上。實驗結果顯示爐石塑膠選用
粒徑4-11μm,30-49wt%的添加量,其機械性質和滑石粉填充者接近而優於碳酸鈣填
充者,而且其動態黏度較低,加工較容易。若能改善其與聚丙烯基材的界面性質,將
會得到更好的產品。