长用填料

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1. 填充剂定义
n   填充剂又称填料”，是一大类添加到塑料中能增加体积、降低制品成本及价格的物质。
n   填充剂不但降低了塑料制品的生产成本，提高了树脂的利用率，同时也扩大了树脂的应用范围，而且一些填料的应用可赋予或提高制品某些特定的性能，如尺寸稳定性、阻燃性、电气绝缘性、防粘性、不透明性和刚性 。有些填料还能对提高拉伸强度和冲击强度有帮助。

2. 填充剂的基本要求
1.   本身化学性质稳定，相对纯度高，杂质含量低。
2.   颜色尽量为白色或浅色，不含铁等易加热变黄的杂质。
3.   不对塑料制品的理化性能指标产生严重损害。
4.   容易分散和混合，粒度适当。
5.   吸油值相对较低，对加工性无大影响。
6.   有合适的晶型结构。
7.   有较低的莫氏硬度。
8.   与树脂相比有相对便宜的价格。

3. 填充剂的分类
1.   根据其来源通常分为矿物性、植物性填料和工业性填充剂。后者可分为合成型和废渣型。
2.   根据其形状分为粉末状、球状、片状、柱状、针状及纤维状填充剂。
3.   根据其效能分为增量型、补强型及功能型填充剂。
4.   根据其化学组成分为无机填充剂和有机填充剂。
4. 填充剂的特性
1.   粒径及粒径分布。
2.   晶型结构。
3.   吸油性。
4.   分散性。
5.   粘度特性。
6.   刚性与硬度。
7.   电气性能。
第二章：常见填充剂的分类介绍
一，碳酸钙。（CaCO3）
碳酸钙的种类很多，如石灰石，大理石，珍珠，珊瑚，冰洲石等。工业用碳酸钙接来源分重质和轻质两种。碳酸钙是最有代表性的塑料用的白色填充剂，因其无味、无※，白度可达到96％，可自由着色 且价格低廉，故在许多塑料中得到广泛应用。
1，重质碳酸钙
重质碳酸钙为石灰石等经机械粉碎筛选所得产品。按其粉碎方法又分为干式重质碳酸钙（商品名双飞粉）和湿式重质碳酸钙。因其是机械粉碎，其形状无规则，粒子大小也不一，大体粒径为2～75 μm，相对密度2.7～2.9。近来，由于粉碎(如气流粉碎)和分级技术的进步，可以制得更微细的产品，甚至制得0.1μm超细重质碳酸钙。
2，轻质碳酸钙
轻质碳酸钙，通常是指用化学方法生产的沉降碳酸钙，粒子形状多为纺锤形或针形\柱形、粒子较细约为40μm左右，相对密度2.7～2.9。， 以沉降碳酸钙为主加人少量硬脂酸（约3％）处理过的填料称胶质碳酸钙(活性碳酸钙）。其相对密度为1.99～2.01，润滑性良好，容易加工。特别细的超细碳酸钙可达到纳米级。
3，超细碳酸钙
最新出现的采用“双喷”工艺（喷雾碳化和喷雾干燥）生产的超细碳酸钙的平均粒径为3～7 μm，特别细的超细碳酸钙可达到纳米级。
经活化处理后。对塑料具有更大的抗冲改性作用。
  碳酸钙按粒度分级规定为：200目/74μm；400目/38 μm；800目/18μm；1250目/10μm； 粒径为 10～15 μm时，称之为微粒碳酸钙；5～10μm时，称之微细碳酸钙；粒径～ 1-5μm时，称之为超细碳酸钙。
二．陶土（Al2O3·SiO2·nH2O）
陶土即粘土，为粘土矿物的总称，又称高岭土。是以含水硅酸铝为主要成分的硅酸盐之一。陶土高岭土呈层状结构即二氧化硅层间夹以氢氧化铝、氢氧化镁等。其粒子结晶呈薄六角板状体。而多水高岭土结晶呈中空管状和针状等。作为塑料应用的陶土，最好呈六角板状。就目前看，国内以苏州地区所产的苏州粘土质量最优，其粒径在1～10 μm之间，颜色为白～淡黄色。相对密度约2．6。
三，硫酸钡。BaSO4
硫酸钡的天然矿物为重晶石，做机械粉碎过筛得重晶石颗粒较大（平均粒径15 μm，多在2～25 μm之间）纯度最高达95％，一般杂质较多。而沉降硫酸钡系由重晶石粉与炭加热还原生成硫化钡，再与芒硝作用而生成。沉降硫酸钡为无定形白色粉末，粒径0．2～5 μm，纯度＞98％，相对密度4.4～4.5，其在塑料中应用，可提高耐腐蚀性，提高塑料密度，其对X光的不透性被用于医疗器具（防X射线隔板），因其密度很大而用于音箱的壳体制造。
四，硫酸钙和亚硫酸钙CaSO4和CaSO3
硫酸钙又名石膏，有天然产石膏和化学沉降硫酸钙。硫酸钙为白色晶体。无味无※，经粉碎的天然石膏相对密度为2.36，平均粒径4 μm；天然无水石膏相对密度为2.95。平均粒径2 μm；沉淀无水硫酸钙相对密度2．95，平均粒径1μm。
在塑料中应用主要是无结晶水硫酸钙。近年出现的纤维硫酸钙，相对密度2.3，呈棒状或短晶须状，白度高，无※无味，有利于塑料的增强，可广泛用于填充与食品接触的塑料制品中。
硫酸钙可提高制品尺寸稳定性，降低成本。
五，滑石粉3MgO·4SiO2。·H2O
滑石粉为白色或淡黄色镁硅酸盐片状结晶，化学性质不活泼，有滑腻感。相对密度2.7～2.8。可提高刚性，改善尺寸稳定性，在树脂中若添加滑石粉，能增加塑模的周转次数。含滑石粉的聚丙烯有抗蠕变性，在77 ℃以下仍能保持90 ％的硬度。鳞状滑石粉有提高击穿电压的效果。滑石粉多用于耐酸、耐碱、耐热及绝缘制品中。但应注意多量应用滑石粉后，对产品的焊接性有害。
六，白炭黑（SiO2·nH2O）
白炭黑在热塑性或热固性树脂中应用，一般强度下降，但加工性能较好。用硅烷偶联剂处理白炭黑后，再将其与树脂配合可提高力学强度，它作为填料使用有下列特点：
1.   化学性质不活泼；
2.   制品外观、力学及电气性能不剧烈下降；
3.   分散性、混合性良好，对加工性无恶劣影响；
4.   不影响耐热性和耐候性；
5.   吸油量少；
6.   相对密度不大；
7.   价格适中。
七，云母粉
云母分为云母、水云母、绢云母等，组成十分复杂、含有不同的金属盐，有不同的色泽。相对密度2．75～2．90。云母具有优良的耐热性、耐酸、碱性和极优良的电绝缘性。在塑料中可提高刚性，耐热性、绝缘性，有资料说还有一定的耐老化性。云母粉表面镀上二氧化钛、氢氧化铋等就成了著名的珠光粉，在高档塑料、化妆品中得到广泛的应用。
八，木粉及壳粉
木粉是在木材加工时产生的锯末、木屑经粉碎过筛的50～100目粉末，呈白色或淡黄色，相对密度约1．25的有机填料。广泛用作热固性树脂成型粉的填料。 木粉价廉并易与树脂混合，
添加木粉可使其有较好的电气绝缘性和尺寸稳定性耐冲击性良好。但耐热性和耐水性差。果壳粉被作为酚醛树脂等的增量填料使用。近年来木塑材料成为研究热点。
九，硅藻土
硅藻土系被称为硅藻的藻类沉积于海底或湖底所形成的一种化石，在显微镜下显示出细胞状结构，其主要成分为含水硅酸盐，具多孔结构，白色～浅黄色粉末或块 很象白垩粉。质地柔软，粒径25～40μm，硅藻土相对密度1.6～2.3，表观密度0.15～0.45，极易磨成粉末。其吸油量大，吸水性很强，能吸收本身重量的1～4倍的水。由于它是热和声的不良导体，主要作为轻便的隔热、隔音材料的填料用于建筑等部门，此外用于增塑糊的凝胶化。
十，硅灰石
天然硅灰石粉是目前国内新出现的发展较快的塑料填料品种，是针状、棒状和各种形态粒子的混合物，吸水吸油性低，化学性质稳定，电绝缘性好，成本低廉。以吉林省梨树县的硅灰石矿为最佳。
硅灰石呈短纤维状、针状结晶长径比6～15：1相对密度约2.8，折光率约为1.62，与PVC混合料相近，因此它是PVC半透明制品的理想填料。在软质 PVC中应用与碳酸钙相比，不仅降低成本，而且吸油量低，加工性能良好，耐腐蚀，收缩变形小，且有增强效果。
十一，赤泥
赤泥又称红泥，代号RM。赤泥塑料是近年发展起来的一种价格低廉、具有一定耐老化性能的新型复合材料。
赤泥系用铝土矿中提取氧化铝后的残渣，经磨细为100～200目，呈黄褐色～棕红色，相对密度2.6～2.7的细粉。低※或无※，但有较强吸湿性。 根据原料和生产方法的不同，有拜尔法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥作为填料使用，可降低塑料制品的成本，还可作为廉价的热稳定剂和光屏蔽 剂，延长PVC等塑料的老化寿命。但也有报道说它有一定的放射性，应用前必须检测。
十二，粉煤灰
粉煤灰主要是指火力发电厂排放的废渣，其主要成分是硅铝氧化物，含有部分未燃尽碳。其细度为100～800目之间，密度约为0.6～2.8，莫氏硬度在4～6之间。颜色为灰、褐等颜色。
十三，白泥
白泥是草浆造纸碱回收后排出的废渣，其主要成分是碳酸钙。细度与轻质碳酸钙相近，密度在2.7左右。颜色为灰白色。
第三章，填充剂的选用
对于塑料用填充剂的选择，原则上是在满足制品要求性能的同时，必须主要考虑填料的价格和来源。不同的填料可以赋予所填充塑料以各种特性。
一般，随惰性填料（增量型填充剂）用量的增加，其拉伸强度、撕裂强度和伸长率降低，而相对密度和硬度增加，耐寒性也变差了。但其变化的情况与填料的品种和粒子性质有关。
填充剂的作用效果影响因素：
①   粒子的形状，晶型结构；
②   粒径及其分布；
③   色泽（白度）；
④   化学成分和表面性质等影响；
⑤   填料的表面处理。
填料的形状，晶型结构的影响：
填料的形状多样，填料的形状对填充改性的影响较大。一般，薄片状、纤维状、板状填料在塑料中应用后，使加工性变差，但力学强度优良；而球状，无定形粉末填料则加工性优良，力学强度比纤维状和片状差。为了保持填充剂的固有形态，加工时要注意选择合适的工艺路线。
粒径及其分布的影响：
一般，细粒子填料有较好效果。但粒径太小则因其表面积增大，吸油量大，分散困难反而使加工性不好，一般以10～1μm粒径为好。特殊情况下，经表面处理的分散性良好的填料则可低于1μm。在对塑料的物理、力学性能要求不严时，可以用粒径较大的（15-40μm）填料，特殊时也可用数十微米以上的填料。视需要而定，无一定之规。
色泽（白度）的影响：
填料的颜色往往是影响它的使用范围，白色是最容易着色的基本颜色，因此填料的色泽是选择的一项重要的指标。碳酸钙的白度可以达到90-95度，而赤泥则是棕色。
化学成分和表面性质等的影响：
填充剂应是惰性的这一点很重要，否则如果发生化学反应或溶解则会损害粒子的原状，必然对填充体系发生影响，如变色，损失强度，损害外观，而使其应用受到限制
由于填料多为无机物，因此，聚合物对其浸润性差，它们之间的结合力弱，填料的表面性质直接影响与聚合物的结合力，如多孔的表面、表面的物质的性质等。
填料的表面处理的影响：
常采用某些化学物质对填料进行表面处理或专用偶联剂进行填料的表面处理。经处理的填料活性增加故称活性填料。一般的表面处理剂有脂肪酸（常用硬脂酸）、金属皂、木质素、乙醇胺及其它有机胺、硅油、硼酸酯等。偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯及铝酸错偶联剂等。实际上上述一些填料表面处理剂也起到类似偶联剂的作用，但经偶联剂表面处理过的填料，具有更高的活性。

第四章，表面处理剂（偶联剂）
无机增强材料或填料与非极性的聚合物如聚乙烯、聚丙烯等复合时，由于性质上的绝然不同，很难使其牢固粘结在一起，但经偶联剂处理后，就可将其“偶联”起来，得到牢固的结合，使许多性能特别是力学性能得到极大的改善。
通过偶联剂处理过的玻璃纤维等，其表面性质发生了变化，故有的把它称之为表面处理剂。
由于它能加强合成材料与其它材料如金属之间的粘合性，所以又把它称为增粘剂。
一.偶联剂的分类和主要品种
偶联剂出现历史虽不长，但由于其特殊的功能在增强塑料中得到广泛应用，发展很快，目前已发展为以下若干品种。
有机铬和有机硅偶联剂
钛酸酯偶联剂
铝酸酯偶联剂
二.偶联剂的作用机理
从以上介绍的偶联剂的化学结构中可以看出，不论哪一类偶联剂分子，一般都含有两部分性质不同的基因（其中大部分含两个性质不同的可以起化学反应的活性基）一部分基因与无机物（玻璃、填充剂、金属均很好的结合（化学的或物理的）；另一部分基团能和树脂进行良好的结合（化学的或物理的），从而使两种性质差异很大的材料通过偶联剂分子得到良好的粘合。
三.偶联剂的使用方法
1.   偶联剂的选择
2.   填料处理方法
    1） 湿法
    2） 干法

第五章：典型常用塑料制品的填充实例
按原料分：聚氯乙烯类，聚烯烃类，其他。
按产品门类分：管材、编织袋，钙塑箱、人造革、薄膜。
按生产工艺分：挤出产品，注塑产品，中空产品，其他。

lvyf

长用填料

zhaomingqin

很好,非常不错

xiaganlu

谢谢分享

linxuezhou

不错的资料，谢谢楼主

kongmzg

atour777

偶联剂能否多介绍点，