PC PP PA等塑料填充改性知多少？填料的分類(lèi)、性質(zhì)、及影響填充改性的因素有哪些？

作者:   發(fā)布時(shí)間:2019/5/14 15:57:50   瀏覽次數(shù):5603

在塑料成型加工過(guò)程中加入無(wú)機(jī)或有機(jī)填料的過(guò)程稱(chēng)為填充改性。是在塑料基體（母體）中加入模量高得多的非纖維類(lèi)的材料（一般為微粒狀）。

通常認(rèn)為填充改性是為了降低成本而進(jìn)行的，實(shí)際上很多塑料制品如果沒(méi)有填充助劑的加入，很難得到符合滿意的應(yīng)用效果。

下面就詳細(xì)地列舉一下填充改性的目的和效果：

(1)改善力學(xué)性能。主要增加材料的模量，提高熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性。

(2)改善一些加工性能，突出的是減小成型收縮率。

(3)降低成本，以質(zhì)量計(jì)，降低成本，以體積計(jì)，填充少量（20份以下時(shí)）降低成本作用并不明顯，因填料的加入使制品密度增大。

填料的分類(lèi)

通常把與塑料基體間界面相互作用小，力學(xué)性能改進(jìn)效果小的添加材料稱(chēng)為填充材料（簡(jiǎn)稱(chēng)填料）或填充劑。填料可分為無(wú)機(jī)填料和有機(jī)填料兩大類(lèi)。

1.無(wú)機(jī)填料

2.有機(jī)填料

填料性質(zhì)

填料性質(zhì)主要指其組成、相對(duì)密度、粒徑大小、粒子形狀、顏色及特點(diǎn)（如剛性、著色性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、尺寸穩(wěn)定性、介電性、電絕緣性、耐化學(xué)藥品性和耐水性、潤(rùn)滑性、耐熱性、填充性等）。

1.碳酸鈣

天然礦物經(jīng)機(jī)械粉碎而成，粒徑2~10微米，比表面積2~7 平方米/g；

沉降型（合成），可達(dá)0.1微米，比表面積25~80平方米/g。價(jià)格低廉，色白，用途最廣。

2.硅酸鹽類(lèi)

滑石，片狀，對(duì)設(shè)備磨損小，易加工，剛性好，尺寸穩(wěn)定性好，耐高溫蠕變性好。

石棉、云母——電絕緣性、熱絕緣性；硅灰石、煅燒陶土。

3.炭黑       

耐老化、電性能好

4.氫氧化鋁、氫氧化鎂

阻燃性好。

5.木粉、紙漿

玻璃微球（珠）

塑料用填料特性

填料特性包括填料的幾何特征和表面物理化學(xué)特性。

粒度：過(guò)篩目數(shù)——孔數(shù)，粒度分布：各個(gè)不同篩間的分布，用粒度分布儀測(cè)定。

物化特征：表面物理、化學(xué)性能，填料與填料表面粘附能力。

有時(shí)表面具有成健能力會(huì)形成共價(jià)鍵，但一般情況下為范德瓦耳斯力（分子間作用力），主要是極性吸附。

可用廣義的酸堿理論（路易斯來(lái)分類(lèi)進(jìn)行估計(jì)。

影響填充改性的因素

1.填料形狀。

填料的形狀對(duì)填充復(fù)合物性能影響較大，薄片狀、纖維狀對(duì)復(fù)合物的力學(xué)性能有利，但不利于成型加工。圓球狀則相反。

2.粒徑。

粒徑大小及粒徑分布對(duì)填充復(fù)合物性能影響很大，粒徑越小，拉伸強(qiáng)度越大。

3.填料的表面。

表面物理結(jié)構(gòu)。非晶填料——表面凸凹少，基本屬于光滑表面，如玻璃；結(jié)晶填料——由于存在熔點(diǎn)，在冷卻時(shí)表面發(fā)生急劇變化，表面形成許多凸凹不平；表面物理結(jié)構(gòu)特性：比表面積、微孔分布、各種物質(zhì)吸附量。

表面化學(xué)結(jié)構(gòu)。表面化學(xué)結(jié)構(gòu)與內(nèi)部不同，尤其是表面官能團(tuán)的存在會(huì)與空氣中的氧氣或水反應(yīng)，與內(nèi)部性質(zhì)差別較大。

表面處理。親水表面→疏水表面（疏水化），可采用物理方法或化學(xué)方法等進(jìn)行處理。機(jī)械研磨法，堿腐蝕法，涂覆法，表面化學(xué)反應(yīng)法，如采用脂肪酸及其鹽或酯、脂肪酰胺等對(duì)碳酸鈣進(jìn)行涂覆。

二氧化鈦。紫外光照射，將四價(jià)Ti離子變?yōu)槿齼r(jià)Ti離子，有機(jī)物改性。

硅烷偶聯(lián)劑處理。 炭黑：表面富化學(xué)活性，可采用化學(xué)試劑處理，如用硝酸、雙氧水、O3等氧化劑處理，產(chǎn)生—CO—、—OH—、—COOH，或用苯乙烯等在其表面進(jìn)行自由基引發(fā)接枝取答案。其它方法，如微膠囊化處理：比較重的方法是偶聯(lián)劑處理法。

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