玻璃纤维代替品

玻璃纤维由于其优异的力学性能常作为复合补强材料，但是在使用过程中容易出现流动性差、加工困难、玻纤外露、制品表面粗糙、收缩率过大和易翘曲变形等缺陷。

图1. 玻纤在PP中的浮纤效果

硅酸钙晶须是一种天然纯白色的无机短纤维增强材料，是一种新兴的工业矿物原料。硅酸钙晶须除了具有增强作用之外，还具有优异的耐热性、耐候性和化学稳定性。硅酸钙晶须可代替石棉、玻璃纤维，能使制品表面呈现自然光泽，改善材料收缩，翘曲弯曲等问题，起增重和增强的双重作用，提高材料性能，降低成本，环保无毒，是一种理想的增强增韧材料。

图2. 硅酸钙晶须扫描电镜图

单一使用硅酸钙晶须填充制品相比玻纤强度降低，但使用硅酸钙晶须和玻纤复合填充可充分结合两者的优势，提升强度、改善浮纤、改善加工流动性和降低生产成本，以合适的比例复合填充才能发挥二者各自的优点，起到最佳互补作用。

PP复合材料应用——硅酸钙晶须完胜玻璃纤维

上文所述用玻璃纤维(GF)作为PP的复合补强材料来提高产品强度会存在诸多缺陷。相对而言，PP/硅酸钙晶须复合材料则具有改善制品表面光滑性、提高材料的热稳定性、降低成型收缩率以及加工容易和熔体流动性好等诸多优势。

在硅酸钙晶须填充PP树脂的性能实验中发现，同等用量下，硅酸钙晶须比滑石粉的补强效果更明显。弯曲模量增加10%，断裂伸长率加大40%，其他性能二者相当。因此也可提出，在对PP的改性中，硅酸钙晶须的加入可以增加体系的刚性，提高材料的尺寸稳定性。

将硅酸钙晶须添加到PP中，比纯PP的拉伸强度提高3.1%，冲击强度提高18.8%，改性后的硅酸钙晶须填充效果更佳。选用新型的表面改性剂庚二酸处理硅酸钙晶须，发现改性处理对PP/硅酸钙晶须复合材料的晶体结构、形态、熔融行为和机械性能等都有一定的影响。其提高了二者的相容性，使硅酸钙晶须均匀的分散在PP基体中，显著提高了复合体系的缺口冲击强度。

硅酸钙晶须替代玻纤作塑料的增强填料潜力大、附加值高、增长快的应用领域。产品广泛应用于摩擦材料、玻璃钢、涂料、建材、电子元件、封装材料、高性能橡塑制品、汽车壳体等领域。