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 【塑料干货】塑料填充改性知多少

 发布时间:2018/12/25 9:19:04   信息来源:链塑网
在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料的过程称为填充改性。是在塑料基体(母体)中加入模量高得多的非纤维类的材料(一般为微粒状)。

通常认为填充改性是为了降低成本而进行的,实际上很多塑料制品如果没有填充助剂的加入,很难得到符合满意的应用效果。

下面就详细地列举一下填充改性的目的和效果:(1)改善力学性能。主要增加材料的模量,提高热变形温度和尺寸稳定性。(2)改善一些加工性能,突出的是减小成型收缩率。(3)降低成本,以质量计,降低成本,以体积计,填充少量(20份以下时)降低成本作用并不明显,因填料的加入使制品密度增大。

01
填料的分类

通常把与塑料基体间界面相互作用小,力学性能改进效果小的添加材料称为填充材料(简称填料)或填充剂。填料可分为无机填料和有机填料两大类。

1

无机填料

2

有机填料

(1)无机填料

(2)有机填料

02
填料性质

填料性质主要指其组成、相对密度、粒径大小、粒子形状、颜色及特点(如刚性、着色性、导电性、导热性、尺寸稳定性、介电性、电绝缘性、耐化学药品性和耐水性、润滑性、耐热性、填充性等)。

(1)碳酸钙
天然矿物经机械粉碎而成,粒径2~10微米,比表面积2~7 平方米/g;
沉降型(合成),可达0.1微米,比表面积25~80平方米/g。价格低廉,色白,用途最广。

(2)硅酸盐类
滑石,片状,对设备磨损小,易加工,刚性好,尺寸稳定性好,耐高温蠕变性好。
石棉、云母——电绝缘性、热绝缘性;硅灰石、煅烧陶土。

(3)炭黑
耐老化、电性能好

(4)氢氧化铝、氢氧化镁
阻燃性好。

(5)木粉、纸浆
玻璃微球(珠)

03
塑料用填料特性

填料特性包括填料的几何特征和表面物理化学特性。

粒度:过筛目数——孔数,粒度分布:各个不同筛间的分布,用粒度分布仪测定。

物化特征:表面物理、化学性能,填料与填料表面粘附能力。有时表面具有成健能力会形成共价键,但一般情况下为范德瓦耳斯力(分子间作用力),主要是极性吸附。可用广义的酸碱理论(路易斯来分类进行估计。

04
影响填充改性的因素

(1)填料形状

填料的形状对填充复合物性能影响较大,薄片状、纤维状对复合物的力学性能有利,但不利于成型加工。圆球状则相反。

(2)粒径

粒径大小及粒径分布对填充复合物性能影响很大,粒径越小,拉伸强度越大。

(3)填料的表面

表面物理结构:非晶填料——表面凸凹少,基本属于光滑表面,如玻璃;结晶填料——由于存在熔点,在冷却时表面发生急剧变化,表面形成许多凸凹不平;表面物理结构特性:比表面积、微孔分布、各种物质吸附量。

表面化学结构:表面化学结构与内部不同,尤其是表面官能团的存在会与空气中的氧气或水反应,与内部性质差别较大。

表面处理:亲水表面→疏水表面(疏水化),可采用物理方法或化学方法等进行处理。机械研磨法,碱腐蚀法,涂覆法,表面化学反应法,如采用脂肪酸及其盐或酯、脂肪酰胺等对碳酸钙进行涂覆。

二氧化钛:紫外光照射,将四价Ti离子变为三价Ti离子,有机物改性。

硅烷偶联剂处理:炭黑,表面富化学活性,可采用化学试剂处理,如用硝酸、双氧水、O3等氧化剂处理,产生—CO—、—OH—、—COOH,或用苯乙烯等在其表面进行自由基引发接枝取答案。

其它方法:如微胶囊化处理:比较重的方法是偶联剂处理法。