武漢現(xiàn)代高聚物的填充和增強(qiáng)改性

         填充和增強(qiáng)是對塑料進(jìn)行改性的重要方法，它能擴(kuò)大原有塑料的應(yīng)用范圍，具有新的或特殊的功能。由于近年來新型填充、增強(qiáng)劑的開發(fā)，新的表面處理技術(shù)的應(yīng)用，使填充和增強(qiáng)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

         填充材料-般認(rèn)為沒有增強(qiáng)效果，只起增量劑的作用，主要是用來降低成本。但是填充材料對樹脂也有一定的改性效果，如提高硬度、改進(jìn)耐熱性和尺寸穩(wěn)定性、降低成型收縮率和熱膨脹性等。此外選擇適當(dāng)?shù)奶畛洳牧?/span>(種類和形狀)并進(jìn)行表面處理后，還可改進(jìn)耐燃燒性、耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和成型性等。

常用的填充劑有以下幾種:

      1.碳酸鈣

         碳悛鹽填充劑中最主要的是碳酸鈣，由于它價格低廉，來源豐富，主要以天然的石灰石為原料經(jīng)加工而成。m.hxinte.com PP紡粘無紡布設(shè)備

         碳酸鈣的制法有機(jī)械粉碎法和化學(xué)沉淀法兩種。前法制得的產(chǎn)品稱重質(zhì)碳酸鈣，后者稱輕質(zhì)碳酸鈣。

        重質(zhì)碳酸鈣由天然石灰石經(jīng)機(jī)械粉碎而得，粉碎方法有干法和濕法兩種。千法是將石灰用破碎機(jī)等沖擊式粉碎機(jī)干式粉碎，再用空氣分級機(jī)分成適當(dāng)顆粒度。濕法是使用輪輾機(jī)或球磨機(jī)等機(jī)械加水濕式粉碎，再用水將顆粒分級。塑料填充用的碳酸鈣大部分是使用干法制造的。粒徑2-10um,比表面積2 ~ 7m2/g。

        輕質(zhì)碳酸鈣系將高質(zhì)量石灰石以化學(xué)方法處理，分解后再提純沉淀而得。其中極細(xì)微活性碳酸鈣粒徑在0.1um以下，比表而積為25 - 80m/g。

        碳酸鈣在塑料中除作增量劑外，還可作為聚氯乙烯糊及不飽和聚酯的粘度調(diào)節(jié)劑。0.1um以下的極細(xì)碳酸鈣粒子如用表面處理劑（如脂肪酸、樹脂酸等)處理后，在塑料中的分散性特別好，制得的制品光澤良好，作為補(bǔ)強(qiáng)性填充劑或物理改良劑使用。

      2.滑石粉

         由天然滑石粉碎精選而得。主要成分為含水硅酸鎂?；劬w屬單斜晶系，呈六方形或菱形?；瘜W(xué)性質(zhì)不活法，粉體極細(xì)軟，有滑膩感。在塑料中使用意義較大的是一種由薄片構(gòu)成的白色細(xì)粉。由于滑石粉這種特殊形狀的扁平特性，使其在塑料中被認(rèn)為是一種增強(qiáng)性填料。與碳酸鈣相比，使用扁平狀的滑石填充的復(fù)合材料，不論是處理于室溫還是高溫下，總是呈現(xiàn)較高的剛度和抗蠕變性。例如，滑石用量為40%的填充聚丙烯，其剛度為未填充聚丙烯的三倍;而填充40% 的碳酸鈣，，其剛度只為未填充的兩倍。隨著填料用量的增加，使沖擊強(qiáng)度下降。當(dāng)然這種影響可以通過適當(dāng)選擇滑石粒度、粒度分布、表面處理以及樹脂配方，使之降至最小的程度。m.hxinte.com PP紡粘無紡布設(shè)備

     3.高嶺土

        高嶺土又稱粘土，它是一種水合的硅酸鋁礦物質(zhì)。有天然水合的高嶺土和經(jīng)煅燒的無水高嶺土。較大粒度的高嶺土由塊狀和片狀顆粒組成，而小粒度部分幾乎均為薄片狀。

        水合高嶺土無磨蝕性，化學(xué)穩(wěn)定并具有較高的比表面積，因而使粘滯性增高。高嶺土在大多數(shù)塑料中可作調(diào)節(jié)物料的流動性以達(dá)到復(fù)合更均勻的目的。較細(xì)品級的高嶺土(特別是經(jīng)表面處理過的高嶺土)可提高低玻璃化溫度熱塑性塑料的拉伸強(qiáng)度和模量，同時又不顯著降低其伸長率和沖擊強(qiáng)度。

      4.中空微球

         中空微球是指由有機(jī)材料或無機(jī)材料構(gòu)成的，直徑為數(shù)十微米到數(shù)百微米的中空薄壁小球。根據(jù)構(gòu)成中空微球的材料，可將中空微球分為三大類，即無機(jī)質(zhì)微球、有機(jī)質(zhì)微球和金屬微球。

         無機(jī)質(zhì)微球的材料有:氧化鋁、二氧化硅、玻璃、陶瓷質(zhì)、硅酸鈉、硎酸鹽等。

         有機(jī)質(zhì)微球的材料有天然有機(jī)物如大豆蛋白、纖維素衍生物、天然膠乳;合成有機(jī)材料有酚醛樹脂、脲素樹脂、聚乙烯醇、聚酰胺等。m.hxinte.com PP紡粘無紡布設(shè)備

         金屬微球由金屬材料如鎢等構(gòu)成。

         中空微球的制造方法可以將原料熔融，利用其粘度和表面張力，通過空氣噴射的方式形成包有空氣的中空球體。

        這類填充劑的普遍特點(diǎn)是相對密度低、耐熱、耐化學(xué)侵蝕、導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率低、化學(xué)活性低。中空微球主要用在以下幾個方面:

         (1)利用其密度小、強(qiáng)度大的特點(diǎn)作海洋開發(fā)用的各種浮力材料，合成木材，合成大理石，水泥和耐火物的輕質(zhì)骨架材料。

         (2)利用其耐熱性，絕緣性以及密度小的特點(diǎn)，可用它填充環(huán)氧、酚醛清漆制成“阿波羅”的絕熱罩，它是一種蜂窩式結(jié)構(gòu)，可以保護(hù)宇航員返回大氣層。

         (3)利用吸著性可以制造油捕集材料、過濾用材料。

       5.木粉

          木粉主要是由松樹、楊樹等軟質(zhì)木材除去樹皮、樹節(jié)后經(jīng)機(jī)械粉碎研磨而得。各種木材磨成的細(xì)粉，粒度可分為15~30日，30~50目， 50~80目， 80目以上等不同的等級。

          木粉可作酚醛、脲醛、三聚氰胺和聚氯乙烯等塑料的填充劑、所得制品的電性能優(yōu)異，耐沖擊，但色調(diào)、耐水性、耐熱性稍差。m.hxinte.com PP紡粘無紡布設(shè)備

      6.石棉

         石棉是一-類水合金屬硅酸鹽的總稱。根據(jù)其化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)，可分為溫石棉和青石棉兩類。溫石棉是鎂的硅酸鹽，纖維長且強(qiáng)度和撓性大:青石棉包括鎂、鐵、鈣、鈉的硅酸鹽，纖維較短或呈粉狀。石棉具有耐熱、耐酸和耐鹽等優(yōu)良性能，化學(xué)性質(zhì)不活潑，是熱和電的不良導(dǎo)體。

         熱塑性塑料中使用石棉的主要優(yōu)點(diǎn)是可以大大增強(qiáng)模量，提高熱變形溫度并顯著降低熱膨脹系數(shù)。熱固性樹脂中使用石棉時，可顯著地提高彈性模量和撓曲強(qiáng)度。使用石棉的主要缺點(diǎn)是使沖擊強(qiáng)度下降，但如果將石棉纖維加以特殊處理，此缺點(diǎn)可減低到最小程度。