タルク 薄片状の構造をしており、細かいタルクは補強用の充填材として ポリプロピレンポリプロピレン系に超微粒子タルクを添加することで、ポリプロピレン製品の剛性、表面硬度、耐熱クリープ性、電気絶縁性が大幅に向上します。また、ポリプロピレン材料の収縮率を大幅に低減できるため、製品の寸法安定性が向上し、成形工程における変形も軽減されます。
しかし、超微粒子タルク粉末は表面エネルギーが高いため、凝集しやすいという欠点があります。この無機粉末は有機ポリマーマトリックスと相溶性が低いため、コーティングされたポリプロピレンの耐衝撃性能は著しく低下します。超微粒子タルク粉末を表面コーティングすることで、タルク粉末とポリプロピレンの界面相溶性を効果的に向上させることができます。表面極性を低下させ、ポリプロピレン系におけるタルク粉末の分散性を向上させることができます。改質ポリプロピレンの機械的特性をさらに向上させ、様々な分野への応用範囲を拡大することができます。
タルクとコーティングタルク粉末の機械的性質の比較
上図からわかるように、ポリプロピレン複合材料にタルク粉末を添加すると、曲げ弾性率が向上し、収縮率も低下しますが、衝撃性能は大幅に低下します。ポリプロピレン複合材料中の改質タルク粉末の衝撃強度と曲げ弾性率は、改質していないタルク粉末と比較して大幅に向上しています。
異なるメッシュサイズのタルク粉末の衝撃特性の比較
上図からわかるように、分散が良好な場合、ポリプロピレンタルクを充填した複合材料の衝撃強度は、タルク粉末の細粒度とともに徐々に増加します。タルクの粒子径が小さいほど、衝撃強度は大きくなります。これは、粗粉に大きな粒子が含まれているためです。これらの粒子は応力集中点を形成し、衝撃強度が低下します。また、上図から、粗粉を表面改質することで、微粉の物性が得られることがわかります。微粉の供給・分散性の問題も改善されます。
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