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

作者:   發布時間:2019/5/14 15:57:50   瀏覽次數:5588

在塑料成型加工過程中加入無機或有機填料的過程稱為填充改性。是在塑料基體（母體）中加入模量高得多的非纖維類的材料（一般為微粒狀）。

通常認為填充改性是為了降低成本而進行的，實際上很多塑料制品如果沒有填充助劑的加入，很難得到符合滿意的應用效果。

下面就詳細地列舉一下填充改性的目的和效果：

(1)改善力學性能。主要增加材料的模量，提高熱變形溫度和尺寸穩定性。

(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，以質量計，降低成本，以體積計，填充少量（20份以下時）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

通常把與塑料基體間界面相互作用小，力學性能改進效果小的添加材料稱為填充材料（簡稱填料）或填充劑。填料可分為無機填料和有機填料兩大類。

1.無機填料

2.有機填料

填料性質

填料性質主要指其組成、相對密度、粒徑大小、粒子形狀、顏色及特點（如剛性、著色性、導電性、導熱性、尺寸穩定性、介電性、電絕緣性、耐化學藥品性和耐水性、潤滑性、耐熱性、填充性等）。

1.碳酸鈣

天然礦物經機械粉碎而成，粒徑2~10微米，比表面積2~7 平方米/g；

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

2.硅酸鹽類

滑石，片狀，對設備磨損小，易加工，剛性好，尺寸穩定性好，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特性。

粒度：過篩目數——孔數，粒度分布：各個不同篩間的分布，用粒度分布儀測定。

物化特征：表面物理、化學性能，填料與填料表面粘附能力。

有時表面具有成健能力會形成共價鍵，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（路易斯來分類進行估計。

影響填充改性的因素

1.填料形狀。

填料的形狀對填充復合物性能影響較大，薄片狀、纖維狀對復合物的力學性能有利，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填充復合物性能影響很大，粒徑越小，拉伸強度越大。

3.填料的表面。

表面物理結構。非晶填料——表面凸凹少，基本屬于光滑表面，如玻璃；結晶填料——由于存在熔點，在冷卻時表面發生急劇變化，表面形成許多凸凹不平；表面物理結構特性：比表面積、微孔分布、各種物質吸附量。

表面化學結構。表面化學結構與內部不同，尤其是表面官能團的存在會與空氣中的氧氣或水反應，與內部性質差別較大。

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方法等進行處理。機械研磨法，堿腐蝕法，涂覆法，表面化學反應法，如采用脂肪酸及其鹽或酯、脂肪酰胺等對碳酸鈣進行涂覆。

二氧化鈦。紫外光照射，將四價Ti離子變為三價Ti離子，有機物改性。

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

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