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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,。因此,通過在純樹脂中添加其它材料如非金屬,、金屬或有機材料,可以提升塑料樹脂的各類性能,,以達到所需要的技術指標或者提高性價比,,這就誕生了一個新行業(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、超細粉碎等行業(yè)結(jié)合起來,,促進了塑料加工行業(yè)的發(fā)展,。進入二十一世紀以來,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),、國防,、建筑、日用,、醫(yī)療,、航空航天等社會生活的各個領域,幾乎無所不包,。
1,、填充劑的定義
ASTM(美國材料試驗學會)把填充劑定義為“為改進強度和各種性質(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),,具有均勻且相對固定的化學成份和確定的晶體結(jié)構(gòu);在一定物理化學條件下保持穩(wěn)定,,是組成巖石和礦石的基本單元。一般為無機物,,有時也包括礦物燃料如煤,。顧名思義,塑料用非金屬礦物填料通??烧J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程中保持化學性質(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,、導熱性、導電性,、阻燃性;
價格低廉,。
3、填充劑的基本要求
化學性質(zhì)穩(wěn)定,,相對純度高,,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);
不對塑料制品的理化性能指標產(chǎn)生嚴重損害;
容易分散和混合,,粒度適當;
吸油值相對較低,,對加工性無大影響;
有合適的晶型結(jié)構(gòu);
有較低的莫氏硬度;
與樹脂相比有相對便宜的價格。
4,、填充劑的分類
根據(jù)其來源通常分為礦物性,、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,、補強型及功能型填充劑,。
根據(jù)其化學組成分為無機填充劑和有機填充劑。
將塑料中應用較多的填充劑按化學成份進行分類如下:
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,、無機填充劑對制品性能的影響規(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。
抗彎強度隨填料的加入量增加而下降,。
斷裂伸長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。
耐溫性隨填料的加入量增加而增大,。
6,、有機填充劑對制品性能的影響規(guī)律:
通常有機型填充劑的加入對塑料物理機械性能的影響很大,暫時還沒有找到普遍規(guī)律(有時對化學性能也有影響),,大致有如下幾點共性:
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。
制品的沖擊強度隨填料的加入量增加一般為上升;特別當粉料外型為針狀,、纖維狀時,,一般為增強。
7,、實際應用時要求填充劑的特性:
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)生化學反應。
3)制品在塑料樹脂中分散混合性好,,不影響加工性能,,對設備磨損小。
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,、粒徑粗細一致。
8)制品價廉并且來源豐富,、穩(wěn)定,,不同批量填料之間的質(zhì)量波動要小。