| 通常生產(chǎn)塑料制品的原料是采用純樹脂，如PE、PP、ABS等直接加工成型。隨著科技發(fā)展，對(duì)塑料制品材料性能提出更高的要求，純樹脂顯得力不從心，開發(fā)大量新品種樹脂也不現(xiàn)實(shí)。因此，通過(guò)在純樹脂中添加其它材料如非金屬、金屬或有機(jī)材料，可以提升塑料樹脂的各類性能，以達(dá)到所需要的技術(shù)指標(biāo)或者提高性價(jià)比，這就誕生了一個(gè)新行業(yè)：塑料填充改性。塑料填充改性行業(yè)和非金屬礦、粉體加工、糧食加工、木材加工、超細(xì)粉碎等行業(yè)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)了塑料加工行業(yè)的發(fā)展。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，圍繞現(xiàn)代塑料加工行業(yè)，以少數(shù)幾種塑料樹脂為主，通過(guò)添加各種助劑、改性劑和填充劑，在層出不窮的塑料成型加工機(jī)械配合下，塑料制品行業(yè)已經(jīng)滲透到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防、建筑、日用、醫(yī)療、航空航天等社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎無(wú)所不包。
1、填充劑的定義
ASTM(美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì))把填充劑定義為“為改進(jìn)強(qiáng)度和各種性質(zhì),或者為降低成本而在塑料中添加的較為惰性的物質(zhì)。”因此，塑料的填料往往選擇非金屬礦物。他們泛指由地質(zhì)作用所形成的，一般為結(jié)晶態(tài)的天然非金屬化合物或單質(zhì)，具有均勻且相對(duì)固定的化學(xué)成份和確定的晶體結(jié)構(gòu);在一定物理化學(xué)條件下保持穩(wěn)定，是組成巖石和礦石的基本單元。一般為無(wú)機(jī)物，有時(shí)也包括礦物燃料如煤。顧名思義，塑料用非金屬礦物填料通常可認(rèn)為是大自然中存在被人工開采、加工利用具有上述定義性質(zhì)的并被添加在塑料中的非金屬礦物材料，通常被制成粉體。
2、填充劑的基本性質(zhì)
在塑料加工及使用過(guò)程中保持化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)的穩(wěn)定;
改善樹脂的某些性能：提高剛性、提高耐熱性、提高電絕緣性;
改善耐候性、增加尺寸穩(wěn)定性;
著色力、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、阻燃性;
價(jià)格低廉。
3、填充劑的基本要求
化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，相對(duì)純度高，雜質(zhì)含量低;
顏色盡量為白色或淺色，不含鐵等易加熱變黃的雜質(zhì);
不對(duì)塑料制品的理化性能指標(biāo)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害;
容易分散和混合，粒度適當(dāng);
吸油值相對(duì)較低，對(duì)加工性無(wú)大影響;
有合適的晶型結(jié)構(gòu);
有較低的莫氏硬度;
與樹脂相比有相對(duì)便宜的價(jià)格。
4、填充劑的分類
根據(jù)其來(lái)源通常分為礦物性、植物性填料和工業(yè)性填充劑。后者可分為合成型和廢渣型。
根據(jù)其形狀分為粉末狀、球狀、片狀、柱狀、針狀及纖維狀填充劑。
根據(jù)其效能分為增量型、補(bǔ)強(qiáng)型及功能型填充劑。
根據(jù)其化學(xué)組成分為無(wú)機(jī)填充劑和有機(jī)填充劑。
將塑料中應(yīng)用較多的填充劑按化學(xué)成份進(jìn)行分類如下：
氧化物：二氧化硅、硅藻土、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、三氧化二銻、高鐵酸鋇、高鐵酸鍶、氧化鈹、氧化鋁纖維。
氫氧化物：氫氧化鋁、氫氧化鎂、鹽基性碳酸鎂。
碳酸鹽：碳酸鈣碳酸鎂、白云石、堿式碳酸納鋁。
(亞)硫酸鹽：硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸銨、亞硫酸鈣。
硅酸鹽：滑石粉、粘土、云母、石棉、硅酸鈣、蒙脫土、膨潤(rùn)土、玻璃微珠、玻纖。
碳素：炭黑、石墨、碳素中空球、碳纖維。
其它：硼酸鋅、硼酸鈣、硼酸納、偏硼酸鋇、鈦酸鉀。
有機(jī)物：木粉、竹粉、稻草、麥桿、花生殼、淀粉、布、紙、紙漿、人造纖維、合成纖維等。
5、無(wú)機(jī)填充劑對(duì)制品性能的影響規(guī)律：
比重隨填料的加入量增加而增大。
表面硬度隨填料的加入量增加而增大。
剛性隨填料的加入量增加而增大。
抗彎強(qiáng)度隨填料的加入量增加而下降。
斷裂伸長(zhǎng)率隨填料的加入量增加而下降。
表面光澤度隨填料的加入量增加而下降。
沖擊強(qiáng)度隨填料的加入量增加一般為下降;如填料外型為針狀、纖維狀，則一般為增強(qiáng)。
耐溫性隨填料的加入量增加而增大。
6、有機(jī)填充劑對(duì)制品性能的影響規(guī)律：
通常有機(jī)型填充劑的加入對(duì)塑料物理機(jī)械性能的影響很大，暫時(shí)還沒有找到普遍規(guī)律(有時(shí)對(duì)化學(xué)性能也有影響)，大致有如下幾點(diǎn)共性：
制品的比重隨填料的加入量增加而減小。
制品表面光澤度隨填料的加入量增加而下降。
制品的沖擊強(qiáng)度隨填料的加入量增加一般為上升;特別當(dāng)粉料外型為針狀、纖維狀時(shí)，一般為增強(qiáng)。
7、實(shí)際應(yīng)用時(shí)要求填充劑的特性：
粒徑及粒徑分布。
晶型結(jié)構(gòu)。
吸油性。
分散性。
粘度特性。
剛性與硬度。
電氣性能。
1)制品化學(xué)穩(wěn)定性高，耐熱性好，在加工溫度不分解，不影響塑料樹脂原有的物理機(jī)械性能。例添加后引起制品因彎曲、拉伸而產(chǎn)生的泛白現(xiàn)象要小。
2)制品與其它加工助劑混合后不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
3)制品在塑料樹脂中分散混合性好，不影響加工性能，對(duì)設(shè)備磨損小。
4)制品吸油量和吸收塑料樹脂量小。
5)制品不含促進(jìn)樹脂加速分解的雜質(zhì)。
6)制品不溶于水、油脂、一切溶劑，不吸潮、不含結(jié)晶水(阻燃劑除外)、耐酸耐堿。
7)制品填料粉體外觀色澤均勻、粒徑粗細(xì)一致。
8)制品價(jià)廉并且來(lái)源豐富、穩(wěn)定，不同批量填料之間的質(zhì)量波動(dòng)要小。 |
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