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改性與改型
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填料大不同，你的填料都用對地方了嗎？
來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng)    更新時(shí)間：2016-04-28 11:23:25    瀏覽次數(shù)：
 
       無機(jī)粉料是塑料、橡膠的增強(qiáng)劑、著色劑、增量劑和填充劑，其最終應(yīng)用還包括從紙張到建筑工業(yè)涂料等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，近年仍有一些無機(jī)粉料新產(chǎn)品相繼推出，其中最有代表性和引起各國科學(xué)界和工業(yè)界特別關(guān)注的是納米粒子，并已開發(fā)出多種綜合性能優(yōu)良的聚合物納米復(fù)合材料，發(fā)展前景普遍看好。
一、填料的性質(zhì)
1、填料的形狀：
      填料的形狀可分為球狀、粒狀、片狀、纖維狀、柱狀、中空管狀和中空微球狀。除了球狀和中空微球狀兩種填料微各向同性外，其它形狀的填料均為各向異性。對于各向異性類填料；其縱橫比越大，補(bǔ)強(qiáng)作用越強(qiáng)，越有利于制品力學(xué)性能的提高，但對成形加工不利。還對于各向同姓等縱橫比接近1的填料，對復(fù)合材料的成形加工有利，但對力學(xué)性能提升不利。
2、填料的粒度：
       粒度的大小對填充制品的性能影晌很大。粒度越小，對復(fù)合制品的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、光的散射、透明性及加工流動(dòng)性都會(huì)有正面影晌。尤其是拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，當(dāng)粒度較大時(shí)，兩者都會(huì)下降。當(dāng)然，填料的粒度要根據(jù)復(fù)合材料的性質(zhì)來確定。
3、填料的表面性質(zhì)：
       填料表面的物理性質(zhì)：即比表面積、微孔結(jié)構(gòu)和對液體物質(zhì)的吸附量。比表面積越大，在樹脂中易于分散，微孔結(jié)構(gòu)多的填料易于吸收液體助劑和熔體樹脂。
       填料表面的化學(xué)性質(zhì)：填料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)往往與其內(nèi)部不同，原因是其表面的官能團(tuán)可與空氣中的氧或水反應(yīng)，從而導(dǎo)致引起內(nèi)外差別。

二、填料的表面處理
       表面處理的目的是使填料表面的親水性變?yōu)槭杷浴?br />        表面處理效果的大小順序可定為：硬脂酸—簡單偶聯(lián)劑—多功能偶聯(lián)劑---大分子偶聯(lián)劑—相容劑---偶聯(lián)劑和相容劑復(fù)合處理---復(fù)合偶聯(lián)劑
     （1）表面活性劑處理：常用的表面活性劑有：硬脂酸、異丁酸、庚酸、辛酸、月桂酸、脂肪酸、脂肪酸脂、木質(zhì)素、乙醇、有機(jī)胺及硅油等。
     （2）偶聯(lián)劑處理：
      不同偶聯(lián)劑處理效果依次為：普通偶聯(lián)劑、改性偶聯(lián)劑、大分子偶聯(lián)劑、復(fù)合偶聯(lián)劑、。具體應(yīng)用哪一類型的偶聯(lián)劑應(yīng)根據(jù)制品的要求而定。
       不同偶聯(lián)劑品種對填料有選擇性，在具體選擇是必須注意。
       硅烷偶聯(lián)劑對二氧化硅、三氧化二鋁、氫氧化鋁、玻璃纖維、硅藻土、玻璃微珠、氮化硅等含硅類填料的處理效果好；對滑石粉、黏土及硅灰石等效果差；對碳酸鈣、石墨及碳黑等沒有效果。
鈦酸酯、鋁酸酯等偶聯(lián)劑對碳酸鈣、氫氧化鋁、硫酸鋇、鈦白粉及石棉等處理效果好；對云母、二氧化硅及氧化美等稍差；對滑石粉、碳黑及木粉無效果。
       一般情況下，偶聯(lián)劑的用量為填料的1%左右；偶聯(lián)劑在使用之前對溶劑要進(jìn)行稀釋處理。硅烷類選用水和乙醇；鈦酸酯類選用苯和甲苯；溶劑的使用量為偶聯(lián)劑的2-5倍。
       注意:在用偶聯(lián)劑對填料處理前，填料要進(jìn)行干燥處理，使其含水量在0.5%以下。

三、填料與樹脂的關(guān)系
1．對加工流動(dòng)性的影響
       除滑石粉、硼泥、鹽泥和石墨等填料本身具有自潤滑性外，其他填料的加入都會(huì)使樹脂的加工流動(dòng)性下降。因此，在填充配方中，要加大潤滑劑的使用量。例如，在PP+20%滑石粉+5%潤滑劑的配方中，與不加潤滑劑相比，熔體流動(dòng)指數(shù)提高了180%。
2．對加工溫度的影響
       無機(jī)填料的加入，使樹脂的加工溫度提高，一般提高幅度為10～20℃。
3．對熱穩(wěn)定性前影響
       除少數(shù)填料如紅泥和氧化鎂外，填料的加入都會(huì)降低樹脂的熱穩(wěn)定性，需要加入熱穩(wěn)定劑或加大熱穩(wěn)定劑的用量。
4．對制品表面光澤度的影響
       除球狀填料外，填料的加入降低了制品的表面光澤性，為此需加入光亮劑和外潤滑劑等。

四、填料之間的協(xié)同作用
       不同品種填料之間一起加入往往具有協(xié)同作用，比等量各自單獨(dú)加入的改性效果好。例如，在PP填充配方中，同樣加入25%填料，單獨(dú)加入25%碳酸鈣與加入20%碳酸鈣和5%滑石粉兩種填充體系比較，協(xié)同加入的填充配方拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度比單獨(dú)加入填充配方分別提高54%和11%。

五、填料的特殊作用
       填料在降低復(fù)合制品成本的同時(shí)，可普遍提高其剛性和耐熱性。對有些填料而言，還可賦予復(fù)合材料以其他特殊性能，不同填料具有的特殊性能如下表所示。
性  能 填料品種
耐熱性 鋁礬土（板狀）、石棉、硅灰石、碳酸鈣、硅酸鈣、炭黑、玻璃纖維、高嶺土、煅燒陶土、云母及滑石粉等
耐藥品性 鋁礬土、石棉、云母、滑石粉、高嶺土、玻璃纖維、炭黑、硅灰石、煤粉及石星等
電絕緣性 氫氧化鋁微粉、石棉、硅灰石、煅燒高嶺土、a-纖維素、棉纖維、玻璃纖維、云母、二氧化硅（無定形）、滑石粉及本粉等
抗沖擊性 石棺、纖維素、棉纖維、中空玻璃微珠及黃麻纖維等
潤滑性
 
導(dǎo)熱性
 		 石星、滑石粉、用泥、鹽泥及二硫化鉬等
 
炭黑、石墨、碳纖維、鋁粉、硫酸鋇、硫化鋁、氧化鋁、氧化銅、氧化鎂、氧化鈹、青銅粉、鋁名纖維、氮化硅、氯化硼、AIN、BN及BeO等
導(dǎo)電性 炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉及纖維、鍍金屬纖維、SnO2及ZnO等
電磁性 鋇鐵氧體、鍶鐵氧體、修鈷類稀土（Sm-Co）、釹鐵硼（Nd-Fe-B）、釤鐵氮類（SmPeN）及鎳鈷類（ALNiFe和AL-Ni-Co-Fe）等
壓電性 鈦酸鋇、鈦鋯酸鉛（PTZ）、鈦鋯酸鋇、碳化鋅及水晶等
抗振性 云母、石墨、鈦酸鉀、硬硅鈣石、碳纖維及鐵酸鹽等
隔音性 硫酸鋇、硫酸鉀、鐵粉、鉛粉、氧化鐵及中空微珠等
 
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