常用无机粉体填料优缺点分析
常用无机粉体材料种类及作用
常用无机粉体材料种类及作用目前，在中国每年至少有400万吨的无机粉体材料作为原料的一部分被用于塑料制品的生产。
用无机粉体材料替代部分石油产品，一方面，每年可以节约数百万吨石油；另一方面，对于所生成的塑料制品而言，不但有利于降低原材料成本，而且可以使填充塑料材料的某些性能按照预定的方向得到改善，从而提高塑料制品的巿场竞争力。
常用无机粉体材料种类及作用据统计，中国500余家碳酸钙厂家生产的约500万吨产品中，有一半是销往塑料行业的。
此外，滑石粉、煅烧高岭土、硅灰石粉等多种无机粉体材料也被广泛应用，有的甚至成为功能性塑料材料不可缺少的组成部分。
碳酸钙碳酸钙是塑料加工时用得最广、用量最大的无机粉体填料。
据中国无机盐工业协会钙镁分会统计，每年用于塑料填充的碳酸钙总量在二百多万吨，是各种用途中所占份额最大的，约50%左右。
根据加工方法不同，碳酸钙分为轻质和重质两种。
轻质碳酸钙（简称轻钙）是由石灰石经煅烧、消化、碳化而成的，其间经历了化学反应，而重质碳酸钙是经研磨（干法或湿法）而成的，只有粒径大小的变化而无化学反应过程。
目前在塑料薄膜中使用的碳酸钙都是1250目的重质碳酸钙，已大量用于PE包装袋的生产，在农用地膜中因透光性受到影响，虽然可以使用，但添加量较小。
1）重钙的细度对PE薄膜力学性能的影响十分明显，见表1。
表1 重质细度对PE薄膜力学性能的影响2）碳酸钙粒子的分散对PE薄膜的性能具有决定性作用PE薄膜生产企业对重钙的添加量十分关心，希望添加量越多越好，但同时力学性能、耐老化性能、透光性都不要受到过大的影响。
特别是在农用地膜中到底能够使用多少碳酸钙是非常值得努力探讨的问题。
宝鸡云鹏塑料科技有限公司对此进行了有益的探索，并取得喜人的成果。
表2列出纯LLDPE地膜及分别添加10%、15%、20%、33%云鹏公司生产的纳米改性塑料复合材料的LLDPE地膜的力学性能。
由表2所列数据可以看出，添加10%以上直至33%纳米改性塑料复合材料的LLDPE地膜较之纯LLDPE地膜，各项力学性能相差不大。
无机填料知识概述、种类、性能和选用
塑料填充改性知识概述塑料填充改性就是填料与塑料、树脂的复合，一般填料的填充量较大，有时甚至可达几百份〈以树脂100份计算)，因此填料是塑料产业重要的、不可缺少的辅助材料。
从总体上讲，世界范围内填料的消耗量要占塑料总量的10%左右，可见其消耗量是巨大的。
塑料填充改性有如下几方面的优点：（1）降低本钱。
一般填料比树脂便宜，因此添加填料可大幅度地降低塑料的本钱，具有明显的经济效益，这也是塑料填充改性广为应用的主要原因。
（2）改善塑料的耐热性。
一般塑料的耐热性较低，如ABS，其长期使用温度只有60℃左右，而大部分填料属于无机物质，耐热性较高，因此这些填料添加到塑料中后可以明显地进步塑料的耐热性。
再如PP，未填充时，其热变形温度在110℃左右，而填充30%滑石粉后其热变形温度可进步到130℃以上。
（3）改善塑料的刚性。
一般塑料的刚性较差，如纯PP的弯曲模量在1000MPa 左右，远不能满足一些部件的使用要求，添加30%滑石粉后，其弯曲模量可达2000MPa以上，可见滑石粉对具有明显的增刚作用。
（4）改善塑料的成型加工性。
一些填料可改善塑料的加工性，如硫酸钡、玻璃微珠等，可以进步树脂的活动性，从而可以改善其加工性。
（5）进步塑料制品及部件的尺寸稳定性。
有些塑料结晶收缩大，导致其制品收缩率大，从模具出来后较易变形，尺寸不稳定；而添加填料后，可大大降低塑料的收缩率，从而进步塑料制品及部件的尺寸稳定性。
（6）改善塑料表面硬度。
一般塑料硬度较低，表面易划伤，影响外观，从而影响其表面效果和装饰性。
无机填料的硬度均比塑料的硬度高，添加无机填料后，可大大进步塑料的表面硬度。
（7）进步强度。
通用塑料本身的拉伸强度不高，添加无机填料后，在填充量适量的范围内，可以进步塑料的拉伸强度和弯曲强度，从而进步塑料的工程使用性。
（8）赋予塑料某些功能，进步塑料的附加值。
有些填料可以赋予塑料一些功能，如PP 添加滑石粉、碳酸钙后，可以改善PP的抗静电性能和印刷性能；中空玻璃微珠添加到塑料中后，可以进步塑料的保温性能；金属粒子添加到塑料中后可以进步塑料的导热性能和导电性能。
无机矿物填料种类
无机矿物填料种类1.石英填料石英填料是由SiO2组成的无机晶体材料，是一种质地硬而结构完整的填料，具有高耐温、耐化学腐蚀、耐湿润和低吸附性，抗性非常强，广泛应用于填充、滤液及结晶等化工领域。
由于其独特的物理性质，石英填料有无比优越的性能，具有明显的颗粒结构的表现，能抗高温、高压和腐蚀，抗湿润，耐热性能强。
2.碳酸钙填料碳酸钙填料是一种以CaCO3为主要成分的无机填料，其特殊的结构能吸附一些有害的气体，有良好的缓冲作用，能分离有毒物质，有效提高产品品质和生产效率。
碳酸钙填料具有出色的耐久性能，能耐受恶劣的环境条件，能抗高温、抗腐蚀、防潮以及具有优良的抗粉尘性能。
3.硅藻土填料硅藻土填料是一种以多孔的二氧化硅为主要成分的无机非金属矿物，它具有低密度、较大的孔隙率、耐腐蚀性强、质地细腻而具有抗化学物质性能，半导体性能好、耐久性高等特点，应用于医药工程、食品添加剂工程、化工填料工程、环保滤料工程、炭素及消解工程、电磁屏蔽工程等。
4.石灰填料石灰填料是以CaO为主要成分的无机填料，它既具有卓越的耐腐蚀性又有高孔隙率，粒度分布均匀，熔点高，易溶于水，形成浆状物，它在中温和常温下有较强的稳定性，既具有吸湿、吸收等效果，又抗腐蚀、消泡、分散、净化等特点。
石灰填料广泛用于石油、火电、化工、环保等行业，用于吸收、分离、净化和填充等作用。
5.活性碳填料活性碳填料是一种以木炭、煤炭、石炭及其它有机粘结物为主要成分的无机填料，具有强大的吸附力，可以吸附大多数有机和无机离子，与其它化学介质进行反应，具有快速的吸附性和清除速率，又具有均一的尺寸分布和细腻的质地，强度可达7.2Mpa，可抗高温、抗老化，回收率可达98%以上，是一种高效率、可回收、经济实惠的环保填料。
6.硅铝无烟石填料硅铝无烟石填料是一种以硅铝片石为基础物质，经过热压精制而成的无机非金属矿物材料，具有较高的颗粒密度、尺寸稳定度、耐久性能和抗腐蚀性能，具有无烟无味、耐热性强、抗物化性强等优点，是制造电子元器件、电路板和一些填充物理功能元件的理想填料。
无机粉体在塑料改性中的应用
市场前景
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市场需求持续增长
随着人们对环保和健康的关注度不断提高，对无 机粉体改性塑料的需求也在持续增长。
竞争格局激烈
无机粉体改性塑料市场竞争激烈，企业需要加强 技术创新和品质策的加强和技术的不断进步， 无机粉体改性塑料行业将向绿色化、智能化方向 发展。
层状无机粉体在塑料改性中的应用
层状无机粉体具有独特的层状 结构和可调的物理化学性质， 因此在塑料改性中具有独特的 应用价值。
层状无机粉体可以作为塑料的 增稠剂、触变剂和流变助剂， 改善塑料的加工性能和成型性 能。
层状无机粉体还可以作为塑料 的阻燃剂、电磁屏蔽材料和抗 菌剂等，提高塑料的功能性。
纤维状无机粉体在塑料改性中的应用
无机粉体在塑料改性中的 应用
• 引言 • 无机粉体在塑料改性中的作用 • 无机粉体在塑料改性中的实际应用 • 无机粉体在塑料改性中的挑战与前景
01
引言
主题简介
• 无机粉体是一种广泛应用于塑料改性的填料，通过添加无机粉体，可以改善塑料的物理性能、加工性能和成本效益。
无机粉体的种类和特性
种类
无机粉体包括碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母粉等，不同种类的无机粉体具有 不同的性质和用途。
未来发展方向
01
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加强技术创新
通过技术创新，提高无机 粉体改性塑料的性能和降 低生产成本，满足市场需 求。
拓展应用领域
将无机粉体改性塑料应用 到更广泛的领域，如汽车、 建筑、电子等。
推进绿色化发展
加强环保和安全管理，实 现无机粉体改性塑料的绿 色化生产和使用。
THANKS
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特性
无机粉体具有高填充性、低成本、环保无毒、稳定性好等特性，能够显著降低 塑料的收缩率、提高塑料的刚性、改善塑料的加工性能和降低生产成本。
各种无机填料的性能
各种无机填料的性状及适应性能填料组成相对密度颗粒尺寸/μm 颗粒形状色调适应性石棉3MgO·2SiO2·2H2O或镁、铁、钠的硅酸盐 2.4~2.6 - 纤维状 灰 尺寸稳定性、电阻性、耐水氧化铝Al2O3 3.7~3.9 30~150 板状 白 尺寸稳定性、介电性、电阻性六角板状白 着色性、尺寸稳定性、耐水、耐热性高岭土Al2O3·2SiO2·2H2O 2.58 0.5~50炭黑 C 1.8 0.01~40 球状 黑 着色性、尺寸稳定性、导电性石墨 C 2.26 5~45 薄片状 黑 耐磨性、导电性、尺寸稳定性、硅微粉SiO2 2.3 0.015 球状 白 稳定性硅酸钙CaO·SiO2 2.89 5~20 针状 白 尺寸稳定性、电阻性硅藻土SiO2·nH2O 2.00 40~80 不定型 乳白 稳定性氧化镁MgO 3.40 40~80 - 白 -氧化钛TiO2 4.26 0.2~50 球状 白 着色性、介电性氢氧化镁Mg（OH）2 2.40 40~80 - 白 -氢氧化铝Al2O3·3H2O 2.40 0.5~60 板状 白 尺寸稳定性、耐水、耐热性石英粉SiO2 2.60 50~800 不定型 白 热传导性、尺寸稳定性、电阻性熔融硅石SiO2 2.2 1~140 不定型 白 热传导性、导电性、尺寸稳定性、介电性、电阻性、耐水硼碳酸物BN 2.30 1~5 板状 白 热传导性、导电性、尺寸稳定性、介电性、电阻性、耐水、耐热性碳酸钙CaCO3 2.7 1~50 不定型 白 着色性、尺寸稳定性碳酸镁MgCO3 2.8 40~150 - 白 着色性、尺寸稳定性、耐水二硫化钼MoS2 4.8 0.5~40 板状 黑 耐磨性重晶石BaSO4 4.4 - 板状 白 耐水白土亚CaCO3 2.7 40~80不定型 白 着色性、尺寸稳定性云母K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O 2.8~3.1 10~80 薄片状 灰白 介电性、电阻性、耐水寿山石黏土Al2O3·4SiO2·2H2O 2.7~2.9 40~80 板状 白、土黄着色性、尺寸稳定性、稳定性无水石膏CaSO4 2.96 10~50 不定型 白 尺寸稳定性金属粉Fe、Al、Mg、Zn、Ag等 3.1~13.1 5~200 晶体 白、红黑耐磨性、热传导性、导电性。
常见填料的特点及如何选择详解
什么是填料？填料泛指被填充于其他物体中的物料。
在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料，例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面，使其相互强烈混合。
在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。
在污水处理领域，主要用于接触氧化工艺，微生物会在填料的表面进行累积，以增大与污水的表面接触，对污水进行降解处理。
优点：结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等。
对于气体吸收、真空蒸馏以及处理腐蚀性流体的操作，颇为适用。
缺点：当塔颈增大时，引起气液分布不均、接触不良等，造成效率下降，即称为放大效应。
同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。
一、填料有哪些种类？1、拉西环填料拉西环填料于1914年由拉西（F.Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。
拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，工业上已较少应用。
2、鲍尔环填料鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。
鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。
与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。
鲍尔环是一种应用较广的填料。
3、阶梯环填料阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。
由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。
阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为所使用的环形填料中最为优良的一种。
4、弧鞍填料弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。
填料在各种领域中的应用及其优缺点
填料在各种领域中的应用及其优缺点随着科技的不断发展和进步，填料在各种领域中的应用越来越广泛，成为保持环境和实现高效生产的必要物质。
填料不仅能够用于化学、医药、环保等领域，还能够用于建筑、工程等较为实际的领域。
然而，不同种类的填料在各自的应用领域中，其优缺点也是有所不同的。
一、填料在化学行业中的应用填料在化学行业中有着广泛的应用，可以用于提高原料转化率、加强反应产物的纯度等。
常见的填料有陶瓷填料、金属填料、塑料填料等。
其中，陶瓷填料的特点是耐高温、耐腐蚀、耐磨损，因此广泛应用于高温反应和酸碱反应。
金属填料质地坚硬，无需更换，因此适用于较难加工的反应器。
塑料填料机械强度较高，耐腐蚀，并且可以削减成本，是化工生产中常用的填料。
但是填料也有其不足之处，作为化学反应的载体，填料的表面的形状、孔隙度等因素会影响反应的成败。
二、填料在医药行业中的应用现代制药工艺中，填料是不可或缺的原材料之一。
填料可以用于加速药物的吸附作用，改善药物质量等。
常见的填料有硅胶填料、氧化铝填料、淀粉类填料等。
其中，硅胶填料的吸附能力较强，经常用于化验室中对杂质的吸附处理；氧化铝填料适用于药物的分离和提纯，其优点在于不会传染病菌，不会培养导致药品污染的细菌；淀粉类填料是可生物降解的物质，在药物加工过程中可以减少废物排放。
但是，不同的填料质地决定了其不同的吸附能力，选择正确的填料才能更好的提高药品的质量。
三、填料在环保领域中的应用当今，环境保护已经被视为人类社会发展的必修科目，填料在环保领域中的应用也越来越广泛。
以污水处理为例，常用的填料有活性炭填料、海藻酸盐填料、多孔陶瓷填料等。
其中，活性炭填料的优点是吸附能力强，可以有效去除水中杂质，适用于脱臭制氧等环境处理；海藻酸盐填料有很好的水解作用，可以将有害物质分解掉；多孔陶瓷填料水流消耗较小，增加了水的呼吸作用，利于微生物生态代谢，对污水、有机物分解效果明显。
但是，不同的填料也有不同的质量、价格、寿命等方面的各自优缺点。
无机矿物填料定义及分类
无机矿物填料定义及分类
无机矿物填料是一种用于填充、抗压、隔热、抗碱、抗腐蚀等用途的非金属材料。
它的主要组成成分是硅酸盐和无机矿物，具有良好的热稳定性、耐酸碱性、耐腐蚀性、抗压性、低热传导性等优点，可以用来填充橡胶、塑料、涂料等产品，提高产品的性能。
无机矿物填料可分为硅藻土、微晶石英、石英砂、滑石粉、钙镁硅酸盐、硅酸钙等几种类型。
1、硅藻土是一种含硅酸盐和无机矿物的复合填料，具有
良好的抗压性、高热稳定性、耐酸碱性、良好的粘结性和湿润性，可以用于橡胶、塑料、涂料等产品的填料。
2、微晶石英是一种含硅酸盐和石英微晶的复合填料，具
有良好的粘结性、抗压性和耐热性，可以用于橡胶、塑料等产品的填料。
3、石英砂是一种经过精细处理的石英颗粒，具有良好的
抗热性、耐碱性、抗压性、耐腐蚀性和抗渗性，可以用于橡胶、塑料等产品的填料。
4、滑石粉是一种含有硅酸盐和滑石成分的复合填料，具
有良好的抗压性和耐热性，可以用于橡胶填料、塑料填料、涂料填料等产品。
5、钙镁硅酸盐是一种含有硅酸盐和钙镁成分的复合填料，具有良好的抗压性、耐热性和耐腐蚀性，可以用于橡胶、塑料、涂料等产品的填料。
6、硅酸钙是一种含硅酸盐和钙成分的复合填料，具有良
好的抗压性、耐热性和耐腐蚀性，可以用于橡胶、塑料、涂料等产品的填料。
无机矿物填料是一种用于填充、抗压、隔热、抗碱、抗腐蚀等用途的非金属材料，它具有良好的热稳定性、耐酸碱性、耐腐蚀性、抗压性、低热传导性等优点，可以用来填充橡胶、塑料、涂料等产品，提高产品的性能。
它可以分为硅藻土、微晶石英、石英砂、滑石粉、钙镁硅酸盐、硅酸钙等几种类型，根据不同的产品要求，选择不同的填料类型，以满足产品的填料需求。
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常用无机粉体填料优缺点分析
1、氮化铝（AlN），优点：导热系数特别高。
缺点：价格昂贵，
通常每公斤在千元以上；氮化铝吸潮后会与水反应会水解AlN+3H20=Al （OH）3+NH3，水解产生的Al（OH）3会使导热通路产生停止，进而影
响声子的传递，因此做成制品后热导率偏低。
即使用硅烷偶联剂进行表
面处理，也不能保证100%填料表面被包覆。
单纯使用氮化铝，虽然可以
达到较高的热导率，但体系粘度极具上升，严重限制了产品的应用领域。
2、氮化硼（BN），优点：导热系数特别高，性质稳定。
缺点：价
格很高，市场价从几百元到上千元（依据产品品质不同差别较大），虽
然单纯使用氮化硼可以达到较高的热导率，但与氮化铝仿佛，大量填充
后体系粘度极具上升，严重限制了产品的应用领域。
有国外厂商有生产球形BN，产品粒径大，比表面积小，填充率高，不易增粘，价格极高。
3、碳化硅（SiC）优点：导热系数较高。
缺点：合成过程中产生
的碳及石墨难以去除，导致产品纯度较低，电导率高，不适合电子用胶。
密度大，在有机硅类胶中易沉淀分层，影响产品应用。
环氧胶中较为适用。
4、氧化镁（MgO）优点：价格便宜。
缺点：在空气中易吸潮，增
粘性较强，不能大量填充；耐酸性差，一般情况下很简单被酸腐蚀，限
制了其在酸性环境下的应用。
5、—氧化铝（针状）优点：价格便宜。
缺点：添加量低，在液体
硅胶中，一般针状氧化铝的最大添加量一般为300份左右，所得产品导
热率有限。
6、—氧化铝（球形）优点：填充量大，在液体硅胶中，球形氧化
铝最大可添加到600～800份，所得制品导热率高。
缺点：价格较贵，
但低于氮化硼和氮化铝。
7、氧化锌（ZnO）优点：粒径及均匀性很好，适合生产导热硅脂。
缺点：导热性偏低，不适合生产高导热产品；质轻，增粘性较强，不适
合灌封。
8、二氧化硅（结晶型）优点：密度大，适合灌封；价格低，适合
大量填充，降低成本。
缺点：导热性偏低，不适合生产高导热产品。
密
度较高，可能产生分层。
9、纤维状高导热碳粉优点：导热系数极高，沿纤维方向的导热率
是铜的2—3倍，最高可达到700w/mk，同时具有良好的机械性能和优异
的导热及辐射散热本领，并且可设计导热取向；缺点：价格昂贵，并且
不易与塑料混合。
10、鳞片状高导热碳粉优点：导热系数高，粒径在纳米级，填充
率高；缺点：聚积密度大，不易加工，价格昂贵（但低于纤维状高导热
碳粉）。
综上，不同填料有各自特点，选择填料时应充分利用各填料的优点，采纳几种填料进行混合使用，发挥协同作用，既能达到较高的热导率，又能有效的降低成本，同时保障填料与基体材料的混溶性。