自動車工学用ポリエチレン複合材料へのタルク粉末とシリカの適用
その軽量品質、優れた物理的および化学的特性、豊富な原材料、および容易な処理により、ポリエチレンは一般的な自動車用プラスチックの種類になりました。ただし、ポリエチレンの熱老化、耐摩耗性、耐衝撃性が低いため、自動車工学の用途材料への適用が制限されます。
ポリエチレン複合材料の配合
| フィラー含有量（5％） | ||
| サンプルID | SiO2 | 変性タルクパウダー |
0 | 0 | 100 |
| 1 | 10 | 90 |
| 2 | 20 | 80 |
| 3 | 30 | 70 |
| 4 | 40 | 60 |
| 5 | 50 | 50 |
| 6 | 60 | 40 |
| 7 | 70 | 30 |
| 8 | 80 | 20 |
| 9 | 90 | 10 |
| 10 | 100 | 0 |
（1）異なる含有量のシリカとタルクをポリエチレンと組み合わせると、その機械的特性の改善に大きな違いがあります。さまざまな性能指標を考慮すると、50％シリカを含むポリエチレン複合材料が複合材料の中で最高の機械的特性を持っていることがわかります。
さまざまなポリエチレン組成物のSEM画像
タルクは一種のラメラ構造であり、直径と厚さの比率が大きいため、ポリエチレンの亀裂伝播を効果的に防止し、応力集中を行い、引張強度を高めることができます。ただし、シリカの含有量が多いと、一部の粒子が凝集し、PE複合材料の機械的特性に影響を与えます。したがって、PEに対するシリカの含有量が多いことによる増強効果は明らかではありません。
（2）純粋なポリエチレンと比較して、シリカとタルクの複合作用はその熱安定性を効果的に改善することができます。これは、シリカを適切な含有量と混合すると、シリカの粒子サイズが小さく、表面エネルギーが高いためです。タルク、その表面に吸着して複合構造を形成することができます。これらの複合構造は、ポリエチレンの高分子鎖と強力な界面相互作用を形成して、その熱安定性を高めることができます。
（3）特定の自動車ブランド材料の性能指数と比較して、調製されたPOLYETHYLENE複合材料の性能指数は一定の優れており、純粋なポリエチレンと比較して耐老化性が優れており、自動車工学材料に使用できることを示しています。
