填充剂及其在塑料中的应用
四种工程塑料改性方案

四种工程塑料改性方案工程塑料的改性是提高其性能和扩展其应用领域的重要手段。
下面将介绍四种常见的工程塑料改性方案。
1.填充剂改性填充剂改性是最常见的工程塑料改性方式之一、在工程塑料中添加适量的填充剂可以显著提高材料的硬度、强度、刚度和耐热性等性能。
常见的填充剂包括玻璃纤维、碳纤维、石墨、硅酸盐等。
这些填充剂可以作为增强材料,改善塑料的力学性能。
此外,填充剂还可以降低材料的线性热膨胀系数,提高塑料的耐热性和维度稳定性。
2.添加剂改性添加剂改性是通过在工程塑料中加入一定量的添加剂来改变材料的性能。
常见的添加剂包括增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、抗紫外线剂等。
增塑剂可以提高工程塑料的柔韧性和可加工性,阻燃剂可以提高材料的阻燃性能,抗氧剂可以延长材料的使用寿命,抗紫外线剂可以提高塑料的耐候性。
通过添加不同的添加剂,可以调整工程塑料的性能,满足不同的使用需求。
3.共混改性共混改性是将两种或两种以上的工程塑料通过机械混合或熔融混合的方式进行改性。
不同类型的塑料具有不同的性能,通过共混改性可以在一定程度上综合利用各种塑料的优点,改善材料的性能。
常见的共混改性方式有物理共混、化学共混和碳纳米管增韧等。
共混改性可以提高工程塑料的力学性能、耐热性和耐化学性,并且还可以扩大工程塑料的应用范围。
4.反应改性反应改性是通过在工程塑料的生产过程中引入特定的反应物,使其与树脂之间发生反应,从而改善材料的性能。
反应改性通常包括交联改性和共聚改性。
交联改性可以提高工程塑料的硬度、强度和耐化学性,共聚改性可以提高材料的韧性和耐冲击性。
反应改性不仅可以改善工程塑料的性能,还可以提高其加工性能和耐久性。
综上所述,填充剂改性、添加剂改性、共混改性和反应改性是常见的工程塑料改性方案。
通过采用合适的改性方式,可以显著提高工程塑料的性能,并拓宽其应用领域。
常用填充剂的分类与应用

常用填充剂的分类与应用来源:塑料论坛()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。
常用填充剂分类1.碳酸钙类填充剂(1)普通碳酸钙(白垩):白色晶体或粉末,比重2.70-2.95,溶于酸而难溶于水。
在以二氧化碳饱和的水中辩解而成碳酸氢钙,加热到825℃分解为氧化钙和二氧化碳。
天然产的碳酸钙矿物有石灰石、方解石、白灭、大田石等,将它们磨成粉后叫为普通碳酸钙。
它们又有干解与湿磨之别,粒径在1.5-44微米之间,干磨者粒度大于20微米而湿磨者小于20微米。
(2)沉淀碳酸钙:用二氧化碳通入石灰水或碳酸钠溶液与石灰水发生沉淀作用生成的粉状碳酸钙,一般分为:轻质沉淀碳酸钙:比重2.50-2.60重质沉淀碳酸钙:比重2.70-2.80沉淀碳酸钙粒径为1.0-16微米,比表面积为5-25米2/克,折光率1.49,PH值10左右,不溶于水和醇,遇酸放出二氧化碳;有轻微吸湿性。
(3)活性轻质碳酸钙(白艳华):这是一种粒子表面吸附一层脂肪酸皂的轻质碳酸钙,无味无嗅的白色粉末,比重1.99-2.01。
水分在0.5%以下,硬脂酸含量2-5%,粒径小于0.1微米,比表面积25-28米2/克,折光率1.49。
不溶于水和醇,遇酸分解放出二氧化碳,在空气中放置无化学变化,只有轻微吸湿能力。
活性比普通碳酸钙大,略具有增强作用。
2.炭黑类填充剂这类填充剂包括各种炭黑。
炭黑是以液体或气体碳氢化合物为原料,在空气不足的条件下经部分燃烧或热分解所生成的产物。
炭黑的元素组成主要是碳,只含有少数氢和氧,是具有“准石墨晶体”构造和胶体粒径范围的黑色粉状物质。
因生产工序不同,炭黑可分成多种品级,但塑料工业中常使用的有以下两种:(1)天然气槽黑:黑色粉状物质,表面比较粗糙,在空气中易吸潮。
气相法白炭黑在塑料的用途

气相法白炭黑在塑料的用途白炭黑,是一种无色、松散、细微的粉末状物质,由于颗粒非常小且表面特殊,因此有较大的比表面积,极易起到填充剂的作用。
在气相法中生产的白炭黑,具有比表面积高、细粒度、极易分散、遮盖力强、增强物理性能等一系列优异特点,因此广泛应用于塑料制品中,主要具有如下几个方面的应用:一、改善塑料性能1.提高塑料硬度与韧度:白炭黑具有填充效果,同时也能作为加强剂进一步增强材料硬度和韧度,在塑料中添加适量的白炭黑可以使材料具有更好的机械强度和耐磨性。
2.提高塑料的导电性:在一些高科技领域的塑料中,需要具备导电性质,白炭黑则可以作为传导性填充剂进一步提高材料导电性。
3.改善耐紫外线性能:在室外环境中,因为紫外线能引起材料老化变性,而炭黑可以吸收紫外线,因此很多塑料中也会加入白炭黑以增强材料的耐紫外线性能。
二、提高塑料加工性能1.增加流变性:在塑料加工过程中,为了保证良好的流动性,需要添加流变助剂,而白炭黑可以起到增加塑料流变性的作用。
2.提高热稳定性与加工温度:白炭黑作为导热剂的作用,可以部分承担材料的传热功能,从而降低材料熔融温度,增加热稳定性,适当增加的白炭黑含量也可以提高塑料的加工温度范围。
三、提高塑料外观1.美观:白炭黑增强了塑料的遮盖力,能在一定程度上遮盖其他不均匀颜色或表面缺陷。
2.艳丽:白炭黑也是一种白色染料,可以作为添加剂调配上各种色彩来适应产品外观的需求。
四、应用案例1.PP材料的改善:PP(聚丙烯)是常用的塑料之一,常用于制作牙刷、瓶盖等制品,但它很容易因高温熔化而失去形状稳定性。
在PP中加入适量的白炭黑,可以增强其热稳定性,并且提高硬度、韧度和耐磨性。
2.PVC材料的改善:PVC材料在加工过程中容易断开,在加入白炭黑后,PVC材料的流动性有所改变,让他更加容易加工;同时,白炭黑也可以提高PVC材料的性能,使得PVC材料更加硬度,环保和耐磨性都得到了提高,可以用于制作电线、管道等。
填充剂

填充剂填充剂性能填充剂又称填料,是一种能改善塑料物理性能(如机械性能、表面性能、加工性能、热性能、电绝缘性能和电气性能)及降低制品成本的添加剂。
在塑料加工过程中,它在添加剂中是用量最大的,用同一种树脂与填料共混过程中,其处理方法不同,则填充改性效果也不相同。
填充剂一般是粉状、微珠或片状的物质,而且对聚合物都呈惰性。
添加填充剂是为了降低产品成本,或改善塑料成型加工性和赋予塑料产品新的性能。
填充剂的种类很多,按化学结构可分为无机填充和有机填充两大类。
无机填料,如碳酸钙、云母、高岭土、滑石粉等;有机填料,如木粉、棉短绒、麦秆等。
按填料来源又可分为矿物填料、植物填料、合成填料等。
按外观形状可分为粉状、粒状、薄片状、实心微珠、中空微珠等。
按照填充功能可分为增量性、增强性、阻燃性、着色性、导电性、耐人性、耐侯性、耐寒性、爽滑性等。
理想填充剂应具备如下性能:①填充剂可致塑料制品增量与降低产品成本,并具有良好的相容性和分散性能。
②赋予塑料制品新的功能或改善原有功能,相对密度小,填充量打,具有优良的填充效果。
③改善树脂的加工性能,对其他助剂无不良反应,不含对树脂有害的杂质。
④具有良好的耐热、耐水和耐化学稳定性。
⑤无毒、无污染。
填充剂的分类和品种1.无机填料⑴碳酸钙:碳酸钙系由天然的矿物,如石灰石、大理石等研磨而成。
是无臭、无毒的白色粉末,分子式为CaCO3,细度一般为5~40μm,在酸性溶液中或加热至825℃时就分解为氧化钙和二氧化碳。
从填料角度可划分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、胶质碳酸钙,是塑料生产中使用最广泛的填充剂之一。
价廉,来源广泛,相对密度较小,除具有增量作用外,还有改善加工性和制品性能的功效,还可提高制品的冲击韧度,一般常用的是轻质碳酸钙。
从天然矿物角度划分,可分为方解石型、霞石型等结晶形态。
碳酸钙按粒度分级,一般为:粒径为1~5μm时,称之为微粒碳酸钙;粒径为0.1~1μm时,称之为微细碳酸钙;粒径为0.02~0.1μm时,称之为超细碳酸钙;粒径小于0.02μm时,称之为超微细碳酸钙;当粒径为0.005~0.02μm时,其增强作用与白炭黑相当。
硅灰石绢云母改性填料在塑料中的应用

硅灰石绢云母改性填料在塑料中的应用填充改性聚合物的性能与填料本身的物理化学性质有紧密的联系。
填料具有不同的形状如:纤维状、球形、粒形、片状、柱状及中空微球等,除球形外,其它填料形状均具有各向异性。
一般说来,截面较大的填料如:柱状、纤维状、片状等对提高聚合物的力学性能有利;增大长径比对提高材料的力学性能、耐热性、尺寸稳定性等有积极作用;球形、粒状填料对改善复合材料的加工性能效果较好,但会对力学性能产生负面影响。
同时不同粒径及分布的填料对填充改性材料的的性能也有较大的影响。
将粒径相差较大的不同填料合理配置,制备的复合材料的拉伸强度及冲击强度有明显的提高,这在相关的讨论中得到了验正。
在选择和使用何种类型的无机填料作为填充剂和加强剂时,应考虑多方面的问题,例如:①填充剂表面可能的催化活性,②均匀分散以及与基体树脂的键联,③复合性能,④工业安全问题,⑤成本问题等。
1硅灰石(硅灰石)CaSi03是一种钙的偏硅酸盐类天然矿物,理论化学成分为wt(CaO)%、wt(Si02)%分别为48%、49%,此外还含有少量的Fe203,Ti02和MgO。
硅灰石晶体常见的形态有细晶状、纤维状和磷片状等几种形状,集合体呈纤维状或放射状。
1.1基本特征硅灰石在水中的溶解度低,不含结晶水,吸水性小,加热时不存在脱水的问题,熔点高,热膨胀系数小,其热膨胀系数仅为6.510—6℃—1,耐热稳定性好,耐腐蚀,机械性能和电性能良好。
填充到树脂中后,复合材料的尺寸稳定性好;硅灰石在基体树脂中的分散效果好,强度下降程度小,填充后复合材料的表观熔体粘度低;同时由于硅灰石还具有粘度较低的特点,因此它的加入对材料的成型加工性能有肯定程度的改善作用。
并且其还具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热性能,因而被广泛应用在建筑、涂料、塑料、橡胶等工业领域,尤其是它与高分子材料的复合更为引人注目。
硅灰石作为塑料填充剂起到改善塑料制品的力学性能和耐热性的作用;改善塑料制品的力学强度,起补强、加强作用。
填料概述与应用

于水和醇,遇酸放出二氧化碳;有轻微吸湿性。 C、活性轻质碳酸钙:这是一种粒子表面吸附一层脂肪酸皂的轻质碳酸钙,无味无嗅的白
微球形(实心或空心)填料:微球形填料其主要特征是在任意方向上长度大致相等。 a.玻璃微珠:有实心微珠(沉珠)和空心微珠(漂珠)两种。 b.聚合物微珠:是有机化合物制成的高分子聚合物微珠。
2.6、片状、纤维状、针状填料
片状、纤维状、针状填料 ①鳞片状填料是在两个方向上长度比第三个方向长得多的粒子,具有鳞片形状。 ②晶须是碳化硅、氮化硼、氧化铝、石墨或铍的金属氧化物制成的微小纤维状单晶体。
1.6、基本特性要求
填充剂的基本特性是指其在应用中对被填充物和填充物构成的复合体性能影响最大的,起 主导作用的特性。
颗粒的形状特征和大小:颗粒的是填充剂的基本单元,颗粒的形状、大小是颗粒的基本参 数。颗粒的形状有球形、立方体、块状、片状、纤维状等,通过当量球径来定义粒径的大 小;
颗粒大小分布:填充物本身是颗粒的聚集体,不可能是大小均一颗粒的聚集,通过筛析来 分级,去除一些级分。颗粒大小分布是填充物的重要性质,一般通过颗粒分布曲线表示, 它直接影响其流变性、耐磨性、颗粒堆砌等特性;
而且经碱处理后的产物。主要用于浅色脲
醛及三聚氰胺甲醛树脂配方中。用α-纤维素作填充剂的制品其抗冲强度没有木粉作填充剂 的制品好,硬度较高、不影响比重,而成型收缩率低。 E、花生壳:花生壳是含酚量很高的、来源丰富的廉价填充剂。花生壳粉可以适当改进 HDPE、PS、PP的性能并降低成本。花生壳粉表面大体上无极性特征。其吸水性也较木粉 小。 F、胡桃壳:胡桃粉是加工胡桃时产生的废料,由于含有大量木质树脂和角质蜡,所以它是 不吸水的。 G、玻璃纤维;主要用于塑料增强。
塑料助剂与配方设计

塑料助剂与配方设计一、塑料助剂的种类和功能塑料助剂主要分为稳定剂、增塑剂、填充剂、色母粒等几大类。
1.稳定剂:主要功能是抑制或延缓塑料在高温、紫外线、氧化、冷热交变等环境下的降解过程,提高塑料的稳定性和耐候性。
常用的稳定剂有防老剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
2.增塑剂:主要功能是增加塑料的柔软性和延展性,提高塑料的可加工性和成型性。
常用的增塑剂有润滑剂、软化剂和延展剂等。
3.填充剂:主要功能是改善塑料的强度、硬度和耐磨性等机械性能。
常用的填充剂有纤维素、玻璃纤维、硅酸盐和氧化物等。
4.色母粒:主要功能是为塑料添加颜色,改善塑料的外观和装饰效果。
常用的色母粒有有机染料和无机颜料等。
二、配方设计的原则和步骤配方设计是根据塑料制品的目标性能要求和使用条件,选择合适的助剂种类和含量,合理地进行混合加工的过程。
其原则和步骤如下:1.原则:根据塑料制品的使用要求和生产成本的考虑,选择合适的助剂种类和含量。
同时要考虑助剂与塑料的相容性,避免助剂对塑料物理和化学性能的不良影响。
2.步骤:(1)确定塑料的性能要求和使用条件,包括强度、硬度、耐磨性、耐候性、可加工性等。
(2)选择适当种类的助剂,根据塑料的性质和使用要求进行搭配。
(3)确定各助剂的添加量,根据助剂的性质和塑料的种类,进行试验验证和经验积累。
(4)对助剂进行混合加工,通过热熔和混合等方法使助剂均匀分散到塑料基体中。
(5)进行试样制备和性能测试,根据测试结果进行调整和改进,最终确定最佳配方。
三、塑料助剂与配方设计的应用塑料助剂与配方设计广泛应用于日常生活和工业生产中的各类塑料制品,如塑料薄膜、塑料管材、塑料容器、电线电缆、汽车零部件等。
通过添加合适的助剂,可以改善塑料制品的机械性能、外观性能和使用寿命,满足不同领域和环境中的需求。
总结:塑料助剂与配方设计是塑料制品生产过程中的重要环节,通过选择合适的助剂种类和含量,可以改善塑料的物理和化学性质,提高产品的性能和降低生产成本。
填充剂

填充剂填充剂性能填充剂又称填料,是一种能改善塑料物理性能(如机械性能、表面性能、加工性能、热性能、电绝缘性能和电气性能)及降低制品成本的添加剂。
在塑料加工过程中,它在添加剂中是用量最大的,用同一种树脂与填料共混过程中,其处理方法不同,则填充改性效果也不相同。
填充剂一般是粉状、微珠或片状的物质,而且对聚合物都呈惰性。
添加填充剂是为了降低产品成本,或改善塑料成型加工性和赋予塑料产品新的性能。
填充剂的种类很多,按化学结构可分为无机填充和有机填充两大类。
无机填料,如碳酸钙、云母、高岭土、滑石粉等;有机填料,如木粉、棉短绒、麦秆等。
按填料来源又可分为矿物填料、植物填料、合成填料等。
按外观形状可分为粉状、粒状、薄片状、实心微珠、中空微珠等。
按照填充功能可分为增量性、增强性、阻燃性、着色性、导电性、耐人性、耐侯性、耐寒性、爽滑性等。
理想填充剂应具备如下性能:①填充剂可致塑料制品增量与降低产品成本,并具有良好的相容性和分散性能。
②赋予塑料制品新的功能或改善原有功能,相对密度小,填充量打,具有优良的填充效果。
③改善树脂的加工性能,对其他助剂无不良反应,不含对树脂有害的杂质。
④具有良好的耐热、耐水和耐化学稳定性。
⑤无毒、无污染。
填充剂的分类和品种1.无机填料⑴碳酸钙:碳酸钙系由天然的矿物,如石灰石、大理石等研磨而成。
是无臭、无毒的白色粉末,分子式为CaCO3,细度一般为5~40μm,在酸性溶液中或加热至825℃时就分解为氧化钙和二氧化碳。
从填料角度可划分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、胶质碳酸钙,是塑料生产中使用最广泛的填充剂之一。
价廉,来源广泛,相对密度较小,除具有增量作用外,还有改善加工性和制品性能的功效,还可提高制品的冲击韧度,一般常用的是轻质碳酸钙。
从天然矿物角度划分,可分为方解石型、霞石型等结晶形态。
碳酸钙按粒度分级,一般为:粒径为1~5μm时,称之为微粒碳酸钙;粒径为0.1~1μm时,称之为微细碳酸钙;粒径为0.02~0.1μm时,称之为超细碳酸钙;粒径小于0.02μm 时,称之为超微细碳酸钙;当粒径为0.005~0.02μm时,其增强作用与白炭黑相当。
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填充剂及其在塑料中的应用第一章:填充剂的基本概念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。
超细目滑石粉母料在塑料中的应用现代,粉体技术是最引人注目的技术之一,在很多行业和领域都要涉及到粉体,可以说粉体技术是支撑高新技术的基础技术之一。
所谓粉体技术包括两个方面,一是粉体粒子的设计和制造技术,二是粉体的处理技术,即如何能够将粉体添加到其他的物质中,发挥它独特作用。
本公司科研所除对粉体粒子设计和制造做了一些工作外,对粉体活化处理和制造超细粉体母料也进行了大量的工作,并取得了一些进展。
制造超细粉体母料是粉体向其他物质里添加必须具备的工序,否则是添加不进去的。
超细目滑石粉母料添加到塑料里,可显著提高塑料制品的刚性和耐蠕变性、硬度和耐表面划伤性、耐热性和热变形温度,相当细度的滑石粉亦能提高塑料制品的冲击强度。
并且添加后还具有润滑作用,能起流动促进作用,提高塑料的加工工艺性。
一、在聚丙烯树脂中的应用:滑石粉常用于填充聚丙烯。
滑石粉具有薄片构型的片状结构特征。
因此粒度较细的滑石粉可用作聚丙烯的补强填充剂。
在聚丙烯的改性体系中,加入超细滑石粉母料不但能够显著的提高聚丙烯制品的刚性、表面硬度、耐热蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性,还可以提高聚丙烯的冲击强度。
在聚丙烯中添加少量的滑石粉还能起到成核剂的作用,提高聚丙烯的结晶性,从而使聚丙烯各项机械性能提高,又由于提高结晶性,细化晶粒,亦能提高聚丙烯的透明性。
填充20%和40%超细目滑石粉的聚丙烯复合材料,不论是在室温和高温下,都能够显著提高聚丙烯的刚性和高温下的耐蠕变性能。
例如:添加40%的超细目滑石粉母料的聚丙烯抗弯曲模量可从16100kg/cm2提高到42000kg/cm2,热变形温度从62℃(1.82Mpa力)提高到88℃或从121℃(0.45Mpa力)提高到147℃。
用于电气元件,介电常数由1.9提高到2.4,耐电弧由马上熔融延长到140秒。
因此,在汽车工业中,聚丙烯添加滑石粉母粒的复合材料被用于风扇罩、加热器罩、导管、蓄电池防热板、流体泵件等;在飞机工业中,用于冰箱门衬垫、加热器及真空泵罩、洗涤机搅拌器;在电气工业中,用于注塑成型各种仪表壳体和电气元件等。
二、在聚乙烯树脂中的应用:滑石是天然硅酸镁,有四种粒型:纤维状、层状、针状和标准型(冻石型)。
但只有层状在工业上得到应用。
滑石的层状夹心状结构,每一层都有一定的抗水性和高度的化学惰性,因此有良好的耐化学腐蚀性和滑动性。
用它填充聚乙烯可作为工程塑料,有良好的耐化学腐蚀性和流动性。
用它填充聚乙烯可作为工程塑料,可与ABS、尼龙、聚碳酸脂竞争。
用它填充聚乙烯能够提高以下性能:提高韧度、挠曲模量和扭曲模量;提高挠曲强度;降低在常温和高温下下蠕变倾向;提高热变温度及尺寸稳定性;改善变形和翘曲,同时亦有较低的热膨胀系数;改进导热性;提高模塑件的表面硬度及光洁度;提高聚乙烯的机械强度。
例如:用超细滑石粉(1250目、2500目)母料填充注塑级高密度聚乙烯复合材料,除上述性能有明显改善外,该种复合材料的拉伸强度增加,添加10%时增加到最大值,添加30%时仍能保持原强度,冲击强度稍有增加。
对于聚乙烯吹塑薄膜来说,填充超细滑石粉母料比其他填料好,易成型、工艺性好。
而且,该种薄膜可使氧气透过率降低80%,特别适合包装含油食品,如花生米、蚕豆等,长期保持不出油、不变质:该种薄膜可使水蒸气透过率降低70%,具有很好的防潮性,很适合作地下土工防潮布,也适用于包装如火腿、肉肠、乳酪等食品。
三、在ABS树脂中的应用:本公司和生产的超细滑石粉母料,是用特种方法制造的,添加到塑料中具有很好的分散性、均匀性。
ABS树脂是无定形聚合物,具有聚苯乙烯那样优良的成型加工性;它具有良好的抗冲击强度,耐低温性能好,拉伸强度高耐蠕变性能好,承受7Mpa负荷而尺寸不起变化,因而多用它注塑成型各种仪表、电视机、收录机、手机等的壳体,当然在其他领域如:纺织器材、电气零件、汽车部件、飞机部件等的应用也非常广泛。
然而,人们并不满足ABS现有的使用性能,对ABS改性的研究广泛的开展,发表的有关资料也不算少。
比如ABS与PVC共混制造的汽车仪板吸塑片、ABS与PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮,不但强度高、韧性大而且能够保持表面花纹的耐久性。
这种共混材料加超细碳酸钙或超细滑石粉进行填充,能够显著的提高共混材料的缺口冲击强度和耐撕裂强度,比如:添加超大型细碳酸钙5―15%,缺口冲击强度可提高2―4倍。
由于ABS是无定型聚合物具有容纳较多填料的功能。
添加超细滑石粉母料,既能显著地提高ABS原存的性能,又能降低成本。
四、在聚苯乙烯树脂中的应用:未改性的通用级聚苯乙烯是无定形聚合物,它硬而脆,但它具有良好的电性能、耐老化性能和高的尺寸稳定性,缺点是脆性高,对环境应力开裂敏感。
添加超细滑石粉母料能够提高冲击韧性,调节流变性,扰曲模量显著提高,抗张屈服强度也有提高。
例如:添加40%超细滑石粉母料,扰曲模量从23800kg/cm2增加58800kg/cm2,抗张度从336kg/cm2提高到385kg/cm2。
在尼龙树脂中的应用对尼龙(聚酰胺),在工业上特别注意利用这种塑料的韧性和耐磨性。
尼龙一般是硬的,类似角质,具有良好的耐磨性和高的尺寸稳定性。
这些性能都可以通过填充剂或增强剂加以进一步提高。
尼龙66的硬度、劲度、耐磨性和热变形温度在尼龙里是最高的;尼龙6以其较高的韧性著称;尼龙610吸水性较低,从而尺寸稳定性也较高;尼龙11冲击强度在尼龙里最高。
在各种填料中,层状结构的滑石粉能提高尼龙原有的好性能,改进耐磨性最为重要。
与金属相比未填充改性尼龙弹性模量低,拉伸和蠕变强度低,力学性能与温度有明显的依赖关系,分子上含有吸水基因胺基,吸水率高,制品在使用时易吸水膨胀变形,加工成型时冷却快结晶不完全,在使用时还在结晶,这就导致制品变形,甚至开裂。