１ 前言
无机粉体是塑料中应用量大、使用方便的新型功能改性材料，可改善和提高塑料制品的物理性能和化学稳定性，是满足或达到人们对塑料制品应用要求的新材料。本文结合自己多年来从事塑料改性实际工作，就无机粉体在塑料中的应用工艺与发展前景作一简要介绍，仅供参考。
2 无机粉体在塑料中的应用品种
塑料中常用的无机粉体主要有：碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母等。随着科学技术和市场需求的快速发展，无机材料在塑料中的应用品种和特性等都得到了扩展，不但给塑料工业带来新的功能，还将提升无机粉体的价值和认知度。
2.1 碳酸钙
碳酸钙资源丰富，价格低廉，性能优异，已成为塑料中应用量最大、应用领域最广的无机粉体材料。碳酸钙分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。重质碳酸钙是把天然矿石用机械磨碎得到的粉体，它的密度2.7g/cm3。轻质碳酸钙是通过化学反应得到的沉淀碳酸钙，它的密度约为1.2～1.9g/cm3。
2.1.1 碳酸钙在塑料中的应用领域
PVC 板材、片材、装饰材料、型材、管材等产品是使用轻钙最早最普遍的塑料制品，目前有的厂家开始使用重钙，生产环境和加工成本都有明显改观。
随着生产技术的不断发展，碳酸钙在塑料制品中的添加量和应用领域不断扩大，大约有80%的PP、PE 制品添加碳酸钙填充改性母料，重钙在PVC、PS、ABS的片材、包装材料、注塑等方面都得到应用。
2.1.2 湿法超细活性重钙在塑料中的应用特点
塑料工业的快速发展，对重钙的要求越来越高。目前，国内外将方解石类粉碎到一定细度后，再在水溶液中加入少量分散剂、表面改性剂进行湿法研磨、脱水、干燥、粉碎而成为粒径更细、分布更均匀、表面改性活化后的粉体。我们将此产品在PVC、PP、PE、PA 等树脂材料中应用，塑料产品外观平滑光亮，添加量提高5%~10%。塑料制品应用后的物理性能参见表1。
2.2 滑石粉
滑石粉在我国主要分布在广西桂林、山东栖霞和辽宁海城等地区。目前，由于矿藏量急剧减少，滑石的品质也受到一定的影响。
2.2.1 滑石粉在塑料中的应用特点
（1）滑石的密度为2.7～2.8g/cm3，与重钙相近。
（2）滑石的莫氏硬度为1，在无机粉体中硬度最低，对设备磨损最小。
（3）滑石呈层状结构，相邻的两层靠微弱的范德华力结合，在外力作用下，
相邻两层之间极易滑移或相互脱离。因此，滑石粉在塑料加工中，在机械设备的摩擦、挤压等作用下，滑石粉颗粒极易层层剥离开，从而形成新的颗粒结构并团聚，虽然经过偶联剂或其它化学表面处理技术，但达到较好的表面活化改性效果，尚需采取特殊工艺。
（4）滑石对塑料产品显著的增强作用主要来自于其独特的微观片状结构。加工后的滑石粉片状结构保持的越完整，其增强效果越明显。较大的径厚比（片状颗粒平均直径与其厚度之比）可提高塑料制品的刚性、冲击强度、弯曲模量和热稳定性。
 （5）高品质超微细滑石粉成片状结构，用于塑料制品时，可均匀的成层叠状分散在树脂中。如同水泥制品中嵌入的金属结构网，能够在保持塑料的自身优点外，形成力学性能优异的增强支撑形态，可提高塑料制品的物理性能，还具有明显的保温、阻隔作用。
（6）滑石和云母、高岭土等含硅（Si）的矿物都具有红外线和紫外线的阻隔性，在塑料制品中具有明显保温、耐老化等效果。
2.2.2 滑石粉在塑料中的应用领域
滑石粉可广泛用于PP、PE、PS、PA、ABS、PC、PVC 等树脂。滑石粉在降低塑料制品生产成本的同时，还具有显著改善塑料制品的刚性、耐热性、抗蠕变性，降低收缩率等优点。
滑石粉可改变太阳光波照射方向，使直射光转变为散射光，阻隔紫外线照射，改善塑料制品耐老化和降解性能，提高使用寿命。在飞机、航空、航天、军工等塑料制品中，滑石粉的耐化学性、高低温稳定性及优异的机械性能都得到了认可。
在中空制品中添加适量的滑石粉，可降低生产成本，减小收缩率，改善刚度，提高制品使用寿命。滑石粉广泛应用于汽车保险杠、仪表盘饰件、内装饰面板、管类、隔热板及塑料零件等，可提高塑料制品的冲击强度，改善高温下的抗蠕变性能，降低收缩率，赋予制件表面质量更加优良，外观更加华丽，触摸感更适宜。
滑石粉在注塑制品中应用可明显改善注塑产品的力学性能，降低注塑零件的浇口、边缘等收缩造成的凹陷，改善外观效果及手感性，有着不可替代的优势和特性。
2.3 硅灰石
2.3.1 硅灰石在塑料中的应用特点
硅灰石属天然的硅酸钙（CaSiO3），呈浅白色针状结构，加工后的硅灰石长径比（L/D）可达15/1 以上,是塑料中纤维状的无机增强填料，具有极好的抗张强度和抗挠曲强度，并且具有特别好的耐湿性能。
 硅灰石是塑料增强改性新的无机材料，虽然在塑料制品中受其白度和加工工艺等方面的制约，但随着它的特性逐渐被人们所认识，应用范围和用量也有较快的增长。
2.3.2 硅灰石在塑料中的应用领域
硅灰石可广泛用于PET、PA、PE、PP、ABS 等树脂，它的许多性能与滑石、石棉和云母等无机粉体相类似，硅灰石作为塑料中的无机填料，对其表面活化改性处理，以提高或保证不同材料界面相容效果。
硅灰石是较为完整的针状结构，可作为树脂的增强材料以改进塑料复合物的性能。硅灰石填充的聚合物体系的挠曲强度和抗张强度优于其他许多填料填充的聚合物体系。在暴露于紫外光和水浸渍的条件下，硅灰石填充的体系有优异的性能。
硅灰石用于大型塑料管材、片材、薄膜、中空及注塑等产品中，可改善塑料制品拉伸强度、环刚度、挠曲性及收缩率等。用于各种包装瓶、中空桶中还可提高耐热性和阻隔性，是塑料制品中新的无机改性材料品种之一。硅灰石在改性PA6 和改性PP 中的应用特性见表2、表3。
2.4 硫酸钡
将天然矿石（重晶石）经粉碎、水洗、干燥后制得为重晶石粉（也称重质硫酸钡），呈白色，密度为4.3～4.6g/cm3。重晶石加热至1100℃还原生成可溶性硫化钡，再与硫酸或硫酸钠作用生成沉淀硫酸钡（也称轻质硫酸钡），粒径细，白度可达92 度以上。
硫酸钡具有比重大、光泽好、热稳定性好和加工性能优异等特点。硫酸钡独特优异的性能，使其应用十分广泛，成为塑料制品新的功能改性材料之一。硫酸钡具有提高塑料制品的耐化学腐蚀性、耐热性、改善产品外观等特点。硫酸钡可用于PP、ABS、PA、PET 等树脂生产的家电外壳、机械零件、汽车部件、空调面板、电热壶外壳等。
硫酸钡还可以增加塑料制品的比重，改善塑料的耐磨性、耐老化性，提高光亮效果等，扩大塑料制品的应用领域。
2.5 云母
云母指的是天然白云母，是一种具有独特结构的层状铝硅盐酸矿物，单斜晶系，晶体呈假六方片状。白云母薄片透明无色，厚片略带浅绿、黄、橙等色，玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，硬度2.5～3.1，比重2.76～3.10g/cm3。
云母可改善塑料的物理性能 云母具有较好的增强作用，可提高机械部件、车辆零件、木塑制品、家电外壳、包装制品、薄膜、拉丝和绳索等塑料产品的物理性能。
云母可改善塑料的气密性 云母粉具有优异的薄片状晶形，有效阻隔面积很大。在塑料加工中，经过压延、拉伸等作用，云母晶片取向既可在塑料内形成平行取向排列，与气体、液体的渗透方向相垂直，从而在塑料等材料内形成层层阻隔，使气体和液体极难穿透。在塑料中加入云母粉后，可以用来生产啤酒瓶、药物包装瓶、防潮防渗漏材料以及特种塑料包装材料，起到屏蔽光辐射的效能，以改善产品储存效果。
云母可改善塑料的光学性能 云母晶片具有反射、散射红外线和吸收、屏蔽紫外线等功能。在农膜中加入云母粉，可阻隔红外光向外散失，还能散射紫外光，提高大棚、地膜的保温效果。
云母可改善塑料制品的绝缘性能 云母本身是高性能绝缘材料，具有极高的电阻性。在塑料中添加片径比大的云母粉，可有效提高其绝缘性，还可改善塑料制品的耐热性等。
2.6 沸石
沸石(Zeolite)最早发现于1756 年。沸石是沸石族矿物的总称，是一种架状含水的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物，密度为1.92～2.80g/cm3，莫氏硬度为5～5.5。
由于天然沸石是一种最典型的具有纳米介孔结构的非金属矿，可作为制造纳米结构组装材料的载体与媒介，正日益受到科技界的密切关注。沸石晶体的大量孔穴和孔道，使沸石具有很大的比表面积，具有很强的选择性吸附能力；天然沸石还有着良好的耐酸性和热稳定性，具有在水溶液中与其他阳离子进行可逆交换的性质；沸石的催化性能表现为当某些反应物质寄附于沸石晶体内部孔穴的表面上时，其反应速度有所加快，且反应生成的新物质又可以从沸石内部扩散释放出来，所以沸石在化工、环保方面作为分子筛广泛用作吸附剂、离子交换剂、催化剂、净化处理剂等等。
沸石是近年来塑料界关注的新的改性材料，沸石的比重、纳米微孔结构及它的吸附性和耐化学稳定性可为塑料制品扩大应用领域提供新的发展空间，特别是在有害气体吸附、家居装饰、汽车内饰、鞋体材料等方面进行了诸多研究，取得了令人惊喜的效应。
2.7 其他无机粉体在塑料中的应用
高岭土可提高玻璃化温度较低的热塑性塑料的拉伸强度和模量，提高塑料制品的刚性和强度，加入到聚丙烯中还可以起到成核剂作用。高岭土对红外线的阻隔作用非常显著，在军事器材上已得到应用，在薄膜中应用可提高保温效果。
 高岭土在煅烧后可明显提高塑料的电绝缘强度，可用于电线、电缆及耐高压绝缘产品，在长距离特高压电力输送方面有着广阔的研究发展空间。高岭土颗粒具有极强的凝聚倾向，采用特殊表面活化处理技术才能达到均匀分散的目的。
木粉、竹粉、秸秆粉与塑料复合生产成木塑制品，在国内外得到了大量的推广应用，因来源丰富、价格低廉受到用户青睐，但它的耐热性是制约用量和用途的主要瓶颈。
玻璃微珠（电厂粉煤灰）具有比重小、硬度大、流动性好等优点，可用于注塑、中空等塑料制品的填充改性。不同材料填充的聚丙烯、尼龙66 的性能见表4、表5。
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