KH560 modifiziertes Nano-Siliziumdioxid mit geringer Zusatzmenge verbessert die Wärme- und Dielektrieeigenschaften von PEEK

Übersicht

In einer im Journal of Applied Polymer Science veröffentlichten Studie wurden Nano-Siliciumdioxid (nano-SiO2) mit dem Silikankoppelmittel KH560 oberflächenmodifiziert und anschließend mit Polyetheretherketon (PEEK) geschmolzen, um eine Reihe von Composites mit einem Füllstoffgehalt von 0-7 phr herzustellen. Die Forschung konzentrierte sich auf die Auswirkungen modifizierter Füllstoffe auf die thermischen Eigenschaften von PEEK, das Kristallisationsverhalten, die dielektrischen Eigenschaften und die Oberflächenleistungen.

Schlüsseldaten und Leistung

Studienergebnisse zeigen, dass modifiziertes Siliciumdioxid bei geringen Zusatzmengen eine offensichtliche Isophasenzerklärung ausüben kann. Bei einem Füllstoffgehalt von 3 phr steigt die Schmelztemperatur des Verbundwerkstoffs auf 348,5 °C, die Schmelzenthalphie erreicht einen maximalen Wert von 80,33 J g−1, die korrigierte Kristallität entspricht reinem PEEK, während die Füllstoffstreuung am homogenesten ist. In Bezug auf die dielektrischen Eigenschaften verdoppelt sich die dielektrische Bruchfestigkeit des Verbundwerkstoffs bei 5 phr-Zusatz auf etwa 24,7 kV mm−1. Darüber hinaus wurde der Wasserkontaktwinkel des Materials von 81,7 ° in reinem PEEK auf 70,6 ° bis 72,8 ° gesenkt und die Wärmeleitfähigkeit wurde deutlich verbessert. Im Vergleich zu den in der Literatur üblichen hohen Zusatzmengen erzielte die Studie mehrfache Verbesserungen der thermischen, kristallisierenden, dielektrischen und Oberflächenleistungen bei niedrigeren Füllstoffgehalten von nur 3-5 phr.

Bedeutung für die Polymerhilfsmittelindustrie

Diese Studie liefert Ideen zur Verbesserung der Synergie zwischen geringen Zusatzmengen und mehreren Leistungen für die Anwendung von Verstärkungsfüllstoffen in speziellen technischen Kunststoffen. Die Oberflächenmodifikation des KH560 verbessert die Schnittstellenkompatibilität des Nanosiliciums mit dem PEEK-Matrix, so dass der Füllstoff gleichmäßig verteilt und effektiv in Kern und Verstärkung wirkt, was einen Referenzwert für die Kostenkontrolle und die Reduzierung von Verarbeitungs- und mechanischen Verlusten durch hohe Füllungen ist. Aus der Sicht des Hilfsmitteldesigns ist die Oberflächenbehandlung von anorganischen Füllstoffen durch Silan-Kupplungsmittel ein entscheidender Bestandteil der Entscheidung über die Streuung und die Schnittstellenleistung, diese Idee ist mit der technischen Logik der Oberflächenmodifikation von weißem Kohlenschwarz in der Gummiindustrie verbunden. In Reifen und Gummi-Rezepturen wirkt sich der Dispersionszustand von verstärkten Füllstoffen wie weißem Kohlenschwarz direkt auf die mechanischen Eigenschaften, den Rollwiderstand und die thermische Alterungsbeständigkeit des Sulfidkleims aus, während die Übereinstimmung von Antialterungsmitteln, Antioxidantien und Sulfidierungssystemen ebenfalls von der stabilen Kontrolle der Füllstoffschnittstelle abhängt. Die in dieser Studie gezeigten Modifizierungsstrategien mit niedriger Zusatzmenge können eine methodische Referenz für die Optimierung des Prozesses und der Rezepturen für die Oberflächenbehandlung von Füllstoffen bieten. Es ist zu beachten, dass das Gegenstand der Studie PEEK-Thermoplastik ist, dessen Verarbeitungsmethode mit der Gummimischung und dem Schwefelungsprozess unterscheidet sich, und die entsprechenden Schlussfolgerungen können nicht direkt in die Reifenklebstoffformel übertragen werden. Aber sein experimentelles Design für die Modifikation von Silan-Kopplungsmitteln, die Dispersion von Füllstoffen und die Verbesserung der Leistung bei niedriger Last ist immer noch von Bedeutung für die Forschung zur Oberflächenbehandlung von Füllstoffen im Bereich der Gummihilfsmittel.

Quelle der Informationen: Study on Thermal Properties and Crystallization Behavior of Silica‐Modified Polyetheretherketone Composites， Durch befeuchtete Chemiker aufgeräumt.