用天然矿物透闪石制备硅酸钙镁晶须

晶须是一种微米级针状单晶体,用于复合材料增强,原料和生产成本高。该文介绍的新型晶须材料硅酸钙镁晶须,采用天然矿物透闪石为原料,通过选矿、分散、水热生长、煅烧等流程制备。硅酸钙镁晶须外观为白色至淡黄色粉体,摩氏硬度5.5～6.0,密度3.0～3.3g/cm3,容重为0.1～0.2g/cm3,折射率1.60～1.62,含水量0.3%～0.8%,pH值8～9。化学分析、X射线衍射和扫描电子显微镜结果证明,硅酸钙镁晶须长度为15～60μm,平均长度37μm;直径0.5～1.0μm,平均0.65μm;长径比为20～100,平均长径比为50∶1。硅酸钙镁晶须化学分子式为Ca2Mg5[Si8O22](OH)2·n{CaMg[Si2O6]·Mg2[Si2O6]},其中n=0.05～0.1,实际上是具有表面辉石薄层的透闪石针状晶体。实验表明,添加20%～40%硅酸钙镁晶须的聚丙烯复合材料,与纯聚丙烯材料相比,拉伸屈服强度提高了0.4～0.95倍,拉伸断裂强度提高了1.29倍,弯曲强度提高了0.62～1.43倍,弯曲模量提高了0.62～1.43倍,热变形温度提高了34.5～45.7℃,维卡软化点提高了10.3～13.7℃。与添加等量的钛酸钾晶须相比,硅酸钙镁晶须对提高聚丙烯的增强、增刚和耐热性能效果更好。硅酸钙镁晶须在原料价格和制备成本上比目前任何晶须都有明显的优势,是一种极有前途的新型高性价比晶须材料。