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改性与改型
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填料大不同，你的填料都用对地方了吗？
来源：中国粉体技术网    更新时间：2016-04-28 11:23:25    浏览次数：
 
       无机粉料是塑料、橡胶的增强剂、着色剂、增量剂和填充剂，其最终应用还包括从纸张到建筑工业涂料等广泛应用领域，近年仍有一些无机粉料新产品相继推出，其中最有代表性和引起各国科学界和工业界特别关注的是纳米粒子，并已开发出多种综合性能优良的聚合物纳米复合材料，发展前景普遍看好。
一、填料的性质
1、填料的形状：
      填料的形状可分为球状、粒状、片状、纤维状、柱状、中空管状和中空微球状。除了球状和中空微球状两种填料微各向同性外，其它形状的填料均为各向异性。对于各向异性类填料；其纵横比越大，补强作用越强，越有利于制品力学性能的提高，但对成形加工不利。还对于各向同姓等纵横比接近1的填料，对复合材料的成形加工有利，但对力学性能提升不利。
2、填料的粒度：
       粒度的大小对填充制品的性能影晌很大。粒度越小，对复合制品的拉伸强度、冲击强度、光的散射、透明性及加工流动性都会有正面影晌。尤其是拉伸强度和冲击强度，当粒度较大时，两者都会下降。当然，填料的粒度要根据复合材料的性质来确定。
3、填料的表面性质：
       填料表面的物理性质：即比表面积、微孔结构和对液体物质的吸附量。比表面积越大，在树脂中易于分散，微孔结构多的填料易于吸收液体助剂和熔体树脂。
       填料表面的化学性质：填料表面的化学结构往往与其内部不同，原因是其表面的官能团可与空气中的氧或水反应，从而导致引起内外差别。

二、填料的表面处理
       表面处理的目的是使填料表面的亲水性变为疏水性。
       表面处理效果的大小顺序可定为：硬脂酸—简单偶联剂—多功能偶联剂---大分子偶联剂—相容剂---偶联剂和相容剂复合处理---复合偶联剂
     （1）表面活性剂处理：常用的表面活性剂有：硬脂酸、异丁酸、庚酸、辛酸、月桂酸、脂肪酸、脂肪酸脂、木质素、乙醇、有机胺及硅油等。
     （2）偶联剂处理：
      不同偶联剂处理效果依次为：普通偶联剂、改性偶联剂、大分子偶联剂、复合偶联剂、。具体应用哪一类型的偶联剂应根据制品的要求而定。
       不同偶联剂品种对填料有选择性，在具体选择是必须注意。
       硅烷偶联剂对二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化铝、玻璃纤维、硅藻土、玻璃微珠、氮化硅等含硅类填料的处理效果好；对滑石粉、黏土及硅灰石等效果差；对碳酸钙、石墨及碳黑等没有效果。
钛酸酯、铝酸酯等偶联剂对碳酸钙、氢氧化铝、硫酸钡、钛白粉及石棉等处理效果好；对云母、二氧化硅及氧化美等稍差；对滑石粉、碳黑及木粉无效果。
       一般情况下，偶联剂的用量为填料的1%左右；偶联剂在使用之前对溶剂要进行稀释处理。硅烷类选用水和乙醇；钛酸酯类选用苯和甲苯；溶剂的使用量为偶联剂的2-5倍。
       注意:在用偶联剂对填料处理前，填料要进行干燥处理，使其含水量在0.5%以下。

三、填料与树脂的关系
1．对加工流动性的影响
       除滑石粉、硼泥、盐泥和石墨等填料本身具有自润滑性外，其他填料的加入都会使树脂的加工流动性下降。因此，在填充配方中，要加大润滑剂的使用量。例如，在PP+20%滑石粉+5%润滑剂的配方中，与不加润滑剂相比，熔体流动指数提高了180%。
2．对加工温度的影响
       无机填料的加入，使树脂的加工温度提高，一般提高幅度为10～20℃。
3．对热稳定性前影响
       除少数填料如红泥和氧化镁外，填料的加入都会降低树脂的热稳定性，需要加入热稳定剂或加大热稳定剂的用量。
4．对制品表面光泽度的影响
       除球状填料外，填料的加入降低了制品的表面光泽性，为此需加入光亮剂和外润滑剂等。

四、填料之间的协同作用
       不同品种填料之间一起加入往往具有协同作用，比等量各自单独加入的改性效果好。例如，在PP填充配方中，同样加入25%填料，单独加入25%碳酸钙与加入20%碳酸钙和5%滑石粉两种填充体系比较，协同加入的填充配方拉伸强度和冲击强度比单独加入填充配方分别提高54%和11%。

五、填料的特殊作用
       填料在降低复合制品成本的同时，可普遍提高其刚性和耐热性。对有些填料而言，还可赋予复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 填料品种
耐热性 铝矾土（板状）、石棉、硅灰石、碳酸钙、硅酸钙、炭黑、玻璃纤维、高岭土、煅烧陶土、云母及滑石粉等
耐药品性 铝矾土、石棉、云母、滑石粉、高岭土、玻璃纤维、炭黑、硅灰石、煤粉及石星等
电绝缘性 氢氧化铝微粉、石棉、硅灰石、煅烧高岭土、a-纤维素、棉纤维、玻璃纤维、云母、二氧化硅（无定形）、滑石粉及本粉等
抗冲击性 石棺、纤维素、棉纤维、中空玻璃微珠及黄麻纤维等
润滑性
 
导热性
 		 石星、滑石粉、用泥、盐泥及二硫化钼等
 
炭黑、石墨、碳纤维、铝粉、硫酸钡、硫化铝、氧化铝、氧化铜、氧化镁、氧化铍、青铜粉、铝名纤维、氮化硅、氯化硼、AIN、BN及BeO等
导电性 炭黑、石墨、碳纤维、金属粉及纤维、镀金属纤维、SnO2及ZnO等
电磁性 钡铁氧体、锶铁氧体、修钴类稀土（Sm-Co）、钕铁硼（Nd-Fe-B）、钐铁氮类（SmPeN）及镍钴类（ALNiFe和AL-Ni-Co-Fe）等
压电性 钛酸钡、钛锆酸铅（PTZ）、钛锆酸钡、碳化锌及水晶等
抗振性 云母、石墨、钛酸钾、硬硅钙石、碳纤维及铁酸盐等
隔音性 硫酸钡、硫酸钾、铁粉、铅粉、氧化铁及中空微珠等
 
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