热塑性塑料的填充改性 ppt课件
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改性工程塑料行业培训教程-2塑 料的 成分 Microsoft PowerPoint 幻灯共47页文
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。工程塑料行业培训教程-2 塑 料的 成分 Microsoft PowerPoint 幻灯
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。工程塑料行业培训教程-2 塑 料的 成分 Microsoft PowerPoint 幻灯
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
填料总结PPT课件(2024版)
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1)钠质膨润土阳离子交换总量中钠离子含量大于50％ 用途广、用量大； 2)钙质膨润土阳离子交换总量中钙离子含量大于50％ 用途广、用量较小； 膨润土及其加工产品具有良好的物理化学性能和工业技术特 点而用途广泛，它可做粘结剂、悬浮剂、增塑剂、增稠剂、 触变剂、稳定剂等。 例如采用33＃胶衣树脂的中间体UP33作基体材料，膨润土为触 变剂制成的改性胶衣树脂的压缩强度提高，膨胀系数减小， 见图2。这主要是因为蒙脱石具有很强的吸附性和膨胀性。
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表1 粒状填料对聚合物的性能影响
注：P-热塑件树脂；S-热固性树脂；O-此性能好
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续表1 粒状填料对聚合物的性能影响 注：P-热塑性树脂；S-热固性树脂；O-此性能好
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2 影响填充改性的因素
2.1 填料的形状 填料的形状对填充改性的影响较大。 填料形状大致可分为圆球状、粒状、片状、柱状、纤维状等 纤维状、片状填料对复合材料的机械强度有利，而成型加工不利； 圆球状填料与此相反，可提高成型加工性能，而降低材料的机械强度。 (1)圆球状 圆球状填料最单纯,其典型代表是玻璃微珠, 可用合成方法制取,也可从 粉煤灰中提取。良好的流动性、在制品表面能形成平滑面，制品内部内 应力均匀。 (2)片状 底面形状与厚度存在一定比例关系。只有当底面长径与厚度比值大于一 定值时，才能大大提高复合材料的刚性
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表2 石墨聚氯乙烯的物理机械性能
项目 导热系数 线膨胀系数
抗拉强度 焊接强度
冲击强度 表面电阻
体积电阻
单位 W/(m·K) ℃-1（9～40℃ ）
MPa MPa
J/m2
• CM
含石墨24% 3.72
1)钠质膨润土阳离子交换总量中钠离子含量大于50％ 用途广、用量大； 2)钙质膨润土阳离子交换总量中钙离子含量大于50％ 用途广、用量较小； 膨润土及其加工产品具有良好的物理化学性能和工业技术特 点而用途广泛，它可做粘结剂、悬浮剂、增塑剂、增稠剂、 触变剂、稳定剂等。 例如采用33＃胶衣树脂的中间体UP33作基体材料，膨润土为触 变剂制成的改性胶衣树脂的压缩强度提高，膨胀系数减小， 见图2。这主要是因为蒙脱石具有很强的吸附性和膨胀性。
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表1 粒状填料对聚合物的性能影响
注：P-热塑件树脂；S-热固性树脂；O-此性能好
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续表1 粒状填料对聚合物的性能影响 注：P-热塑性树脂；S-热固性树脂；O-此性能好
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2 影响填充改性的因素
2.1 填料的形状 填料的形状对填充改性的影响较大。 填料形状大致可分为圆球状、粒状、片状、柱状、纤维状等 纤维状、片状填料对复合材料的机械强度有利，而成型加工不利； 圆球状填料与此相反，可提高成型加工性能，而降低材料的机械强度。 (1)圆球状 圆球状填料最单纯,其典型代表是玻璃微珠, 可用合成方法制取,也可从 粉煤灰中提取。良好的流动性、在制品表面能形成平滑面，制品内部内 应力均匀。 (2)片状 底面形状与厚度存在一定比例关系。只有当底面长径与厚度比值大于一 定值时，才能大大提高复合材料的刚性
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表2 石墨聚氯乙烯的物理机械性能
项目 导热系数 线膨胀系数
抗拉强度 焊接强度
冲击强度 表面电阻
体积电阻
单位 W/(m·K) ℃-1（9～40℃ ）
MPa MPa
J/m2
• CM
含石墨24% 3.72
塑料改性技术 ppt课件
POE、PE、MBS、SEBS、EPDM、EVA、其他橡胶增 韧剂
作用：
使材料变的柔韧有弹性，避免脆性断裂，甚至任意弯曲 都不断，但强度会降低。
相关指标：
冲击强度MPa=材料破坏时吸收的冲击能量/断裂面积
（悬臂梁Izod，简支梁Charpy法，落球冲击）
断裂伸长率%=材料断裂时增加的长度/标距 9
1.2.4阻燃消烟改性
方法： 树脂+主阻燃剂+辅助阻燃剂+抑烟剂+抗滴落剂…..
常用材料： 十溴二苯醚DBDPO---溴含量85%，阻燃效果最好，不环保，析出
严重， 十溴二苯乙烷----溴含量83%，阻燃效果较好，环保，析出，热稳定
性较DBDPO好。 溴化环氧BER----溴含量53%，添加量较大，环保，不析出，330℃
PC
聚碳酸酯
花果臭味。
ABS
丙烯晴-丁二烯- 淡黄色不透明粒子，可燃烧，黄色火焰明亮，有黑烟，特殊肉桂气味。
苯乙烯共聚
燃烧时火焰上黄下绿，有白烟，有刺激性酸味，离火即灭。
PVC
聚氯乙烯
燃烧非常迅速，火焰明亮上黄下蓝，滴落，强烈的甲醛气味。
POM
聚甲醛
18
电气电子设备中限制使用某些有害物质（RoHS）指令
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
1 塑料改性基本概念和方法
几点说明：
1. 针对我们公司的客观条件，根据改性的目的，介绍最 常用、最重要的改性方法。
2. 以下提到的指标适用于绝大多数树脂原料和改性产品， 且非常重要。
3. 以下介绍的改性方法，主要是针对热塑性塑料。 4. 本公司产品不涉及POM、PVC。
作用：
使材料变的柔韧有弹性，避免脆性断裂，甚至任意弯曲 都不断，但强度会降低。
相关指标：
冲击强度MPa=材料破坏时吸收的冲击能量/断裂面积
（悬臂梁Izod，简支梁Charpy法，落球冲击）
断裂伸长率%=材料断裂时增加的长度/标距 9
1.2.4阻燃消烟改性
方法： 树脂+主阻燃剂+辅助阻燃剂+抑烟剂+抗滴落剂…..
常用材料： 十溴二苯醚DBDPO---溴含量85%，阻燃效果最好，不环保，析出
严重， 十溴二苯乙烷----溴含量83%，阻燃效果较好，环保，析出，热稳定
性较DBDPO好。 溴化环氧BER----溴含量53%，添加量较大，环保，不析出，330℃
PC
聚碳酸酯
花果臭味。
ABS
丙烯晴-丁二烯- 淡黄色不透明粒子，可燃烧，黄色火焰明亮，有黑烟，特殊肉桂气味。
苯乙烯共聚
燃烧时火焰上黄下绿，有白烟，有刺激性酸味，离火即灭。
PVC
聚氯乙烯
燃烧非常迅速，火焰明亮上黄下蓝，滴落，强烈的甲醛气味。
POM
聚甲醛
18
电气电子设备中限制使用某些有害物质（RoHS）指令
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
1 塑料改性基本概念和方法
几点说明：
1. 针对我们公司的客观条件，根据改性的目的，介绍最 常用、最重要的改性方法。
2. 以下提到的指标适用于绝大多数树脂原料和改性产品， 且非常重要。
3. 以下介绍的改性方法，主要是针对热塑性塑料。 4. 本公司产品不涉及POM、PVC。
改性工程塑料行业培训教程-2塑_料_的_成分_Microsoft_PowerPoint_幻灯片
塑料的主要成分是合成树脂。
何为树脂？
树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名， 如松香、虫胶等。 目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。 天然树脂：松香、虫胶......
树脂
合成树脂：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)......
塑料的成分
树脂约占塑料总重量的40%～100%。
有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或 少含添加剂，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。 塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但是 添加剂也起着十分重要的作用(强化或改性)。 所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形 状跟天然树脂中的松树脂相似，但它是经过化学 反应合成得到的具有可塑性的材料，而被称之为 塑料。
CH2
O
n
O
聚甲醛
CH3 O C CH3
O
O S
O
O
n
聚砜
O R' C O R' C n 聚氨酯 n 聚酯
O
R
O
C O
NH
R
NH
C
这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性， 易水解，醇解或酸解。 优点：耐热性好，强度高； 缺点：易水解； 这类聚合物主要用作工程塑料
元素高分子：分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge 等元素的高分子。如硅橡胶：
碳链 按主链结构 杂链 非碳链---元素有机高分子
按其热行为 热塑性 热固性
碳链高分子：分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分 子（大多由加聚得到）如：
CH2 CH2 n
X
Cl
CH3
COOCH3
X
特点：不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。
何为树脂？
树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名， 如松香、虫胶等。 目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。 天然树脂：松香、虫胶......
树脂
合成树脂：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)......
塑料的成分
树脂约占塑料总重量的40%～100%。
有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或 少含添加剂，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。 塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但是 添加剂也起着十分重要的作用(强化或改性)。 所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形 状跟天然树脂中的松树脂相似，但它是经过化学 反应合成得到的具有可塑性的材料，而被称之为 塑料。
CH2
O
n
O
聚甲醛
CH3 O C CH3
O
O S
O
O
n
聚砜
O R' C O R' C n 聚氨酯 n 聚酯
O
R
O
C O
NH
R
NH
C
这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性， 易水解，醇解或酸解。 优点：耐热性好，强度高； 缺点：易水解； 这类聚合物主要用作工程塑料
元素高分子：分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge 等元素的高分子。如硅橡胶：
碳链 按主链结构 杂链 非碳链---元素有机高分子
按其热行为 热塑性 热固性
碳链高分子：分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分 子（大多由加聚得到）如：
CH2 CH2 n
X
Cl
CH3
COOCH3
X
特点：不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。
共混改性-填充改性8
硫酸钡能吸收X射线和γ射线，可用于防护高能辐射的塑料材料。由于其 密度高，适用于要求高密度的填充塑料材料，如音响材料、鱼网网坠等， 此外由于硫酸钡粒子球形度高，填充硫酸钡的塑料的表面光泽要优于使 用同等份数的其它无机矿物填料的填充塑料。
聚合物共混改性原理
氧化物——二氧化硅
二氧化硅在地壳中分布最多，占地壳氧化物的60％左右，大部分形成硅酸盐 矿物岩石，一部分是以石英、硅石、硅砂、无定形硅石堆积而成。将这些岩 石粉碎、分级、精制或用化学反应合成的二氧化硅都可作为塑料填料。一般
阻燃剂作用机理
含卤阻燃剂通过阻止发生在气相中的自由基链机理实现阻燃。 可燃性气体和氧气的反应：
阻燃剂首先分解为自由基，卤素自由基从基质RH夺取氢形成卤化氢。
通过与高能自由基H· 和OH· 反应并以低能自由基X· 进行取代，即阻止了自 由基链反应机理。
聚合物共混改性原理
溴系阻燃剂的效率高，材料中所需阻燃剂用量较低，从而不致过多恶化基 材的物理－机械性能及电气性能。
聚合物共混改性原理
其他硅酸盐填料
粘土 云母 硅灰石 玻璃纤维 石棉
聚合物共混改性原理
硫酸盐
天然硫酸钡矿称为重晶石，通过化学方法制成的称之为沉淀硫酸钡。硫 酸钡的分子式为BaSO4。重晶石属斜方晶系，其密度为4.25～4.5g／cm3， 莫氏硬度为3.0～3.5，一般为白色或灰色，而沉淀硫酸钡的白度可达到 90%以上。
它是在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品成本最有效
的途径。
它是提高产品技术含量，增加其附加值的最适宜的途径。
聚合物共混改性原理
塑料填充改性技术进展
工业矿物填料的细化和微细化
常用热塑性塑料ppt课件
7
4 .2 成型注意事项
• PS 属于无定形塑料，吸湿小，存放得好在成型前 可以不要干燥，建议在成型前用 80℃干燥 2 小时 左右，成型温度可在 170-270℃之间选择，但最 佳成型温度为 185-215℃。成型收缩率 0.6-0.8% ， 成 型温度范围广，不易分解，但热膨胀系数大， 易产生内应力。流动性较好，宜用高模温，低注 射压力，延 长注射时间有利于降低内应力，防止 缩孔，变形。在模具方面可用各种形式浇口，浇 口与塑件圆弧连接， 以免去处浇口时损坏塑件。 脱模斜度大，顶出均匀，.塑件壁厚均匀，最好不 带镶件，如有镶件应预热。
2
2.1PE性能和用途
• PE（ Polyethylene 聚乙烯） ，有高密度聚乙烯（低压聚 合） ，低密度聚乙烯（高压聚合） ，线形低密 度聚乙烯， 超高分子量聚乙烯等多种，密度在 0.91-0.97 g/cm之间， 成型收缩率为 1.5-3.6%。熔点在 120-140℃左右，分解温 度在 270℃以上。PE 的耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝 缘性)优良，并可以通过 氯化，辐照，玻璃纤维等改性增 强。高密度聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水 性小，有良好的 电性能和耐辐射性；低密度聚乙烯的柔 软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙 烯冲击强 度高，耐疲劳，耐磨 。低压聚乙烯适于制作耐 腐蚀零件和绝缘零件，高压聚乙烯适于制作薄膜等，超高 分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。
4
3.1PVC 性能和用途
• PVC（ PolyVinylChloride 聚氯乙烯） ，按材料的硬度和 性能一般有 7 个级别（SG1-SG7） ，密度为 1.4 g/cm左 右。SG4 以下一般为软制品，在成型时需加大量的增塑 剂，主要用于制作人造革，电线电缆绝缘 层，密封件等。 SG5 以上为硬制品，主要用于制成各种管道，如排水， 电工，邮电管和管件，各种板材， 片材，型材等。PVC 成型收缩率为 0.6-1.5%，具有较好的力学性能，其电性 能优良，并具有自熄性，耐 酸碱力极强，化学稳定性好， 价格低廉，是一种应用非常广泛的通用塑料。但因其使用 温度不高，最高在 80℃ 左右，阻碍了它的发展。
4 .2 成型注意事项
• PS 属于无定形塑料，吸湿小，存放得好在成型前 可以不要干燥，建议在成型前用 80℃干燥 2 小时 左右，成型温度可在 170-270℃之间选择，但最 佳成型温度为 185-215℃。成型收缩率 0.6-0.8% ， 成 型温度范围广，不易分解，但热膨胀系数大， 易产生内应力。流动性较好，宜用高模温，低注 射压力，延 长注射时间有利于降低内应力，防止 缩孔，变形。在模具方面可用各种形式浇口，浇 口与塑件圆弧连接， 以免去处浇口时损坏塑件。 脱模斜度大，顶出均匀，.塑件壁厚均匀，最好不 带镶件，如有镶件应预热。
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2.1PE性能和用途
• PE（ Polyethylene 聚乙烯） ，有高密度聚乙烯（低压聚 合） ，低密度聚乙烯（高压聚合） ，线形低密 度聚乙烯， 超高分子量聚乙烯等多种，密度在 0.91-0.97 g/cm之间， 成型收缩率为 1.5-3.6%。熔点在 120-140℃左右，分解温 度在 270℃以上。PE 的耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝 缘性)优良，并可以通过 氯化，辐照，玻璃纤维等改性增 强。高密度聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水 性小，有良好的 电性能和耐辐射性；低密度聚乙烯的柔 软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙 烯冲击强 度高，耐疲劳，耐磨 。低压聚乙烯适于制作耐 腐蚀零件和绝缘零件，高压聚乙烯适于制作薄膜等，超高 分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。
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3.1PVC 性能和用途
• PVC（ PolyVinylChloride 聚氯乙烯） ，按材料的硬度和 性能一般有 7 个级别（SG1-SG7） ，密度为 1.4 g/cm左 右。SG4 以下一般为软制品，在成型时需加大量的增塑 剂，主要用于制作人造革，电线电缆绝缘 层，密封件等。 SG5 以上为硬制品，主要用于制成各种管道，如排水， 电工，邮电管和管件，各种板材， 片材，型材等。PVC 成型收缩率为 0.6-1.5%，具有较好的力学性能，其电性 能优良，并具有自熄性，耐 酸碱力极强，化学稳定性好， 价格低廉，是一种应用非常广泛的通用塑料。但因其使用 温度不高，最高在 80℃ 左右，阻碍了它的发展。
热塑性塑料的填充改性
滑动性填充剂
• 滑动材料需要有润滑性，同时还要有耐磨耗性 和一定的机械强度。按情况不同有时也需要耐 热性。因此，在设计滑动材料时，除添加固体 润滑剂外还要添加补强填充剂。固体润滑剂与 补强剂的组合和配比是决定滑动性材料性能的 重要因素。 • 滑动性填充剂中层状的无机物用量较大。对于 非黑色类橡胶如氟橡胶等，添加一氮化硼和氟 化云母等白色无机物较适宜。
导电复合材料的组成与用途
材料分类(体积电阻) 电绝缘材料 (1010Ω .cm 以上) 半导电材料 (107-1010Ω .cm) 抗静电材料 (104-107Ω .cm) 丁腈橡胶类 涂料 金属氧化物 组成材料 基体 填充剂 各种绝缘材料 低电阻板带(传真电极板) 除静电器、非带电输送带、 医用橡胶制品、导电轮胎、 电子干扰仪、油印胶辊、纺 织胶辊 弹性电极、电镀模型、加热 元件(空调机室外装置) 导电涂料(银涂料、 碳涂料)、 导电油墨 (电气印刷配线 )、 导电橡胶 ( 台式计算机的键 盘和开关连接器元件 ) 、导 电弹性粘合剂 应用实例
减振性填充剂
• 对于减振材料,高分子粘弹性特别是粘性起重要 作用。减振材料中添加某些无机物如云母和石 墨，可进一步提高其减振效果。该类无机物通 称为减振性填充剂。 • 减振性填充剂的分类
层状化合物：云母、石墨、二硫化钼、一氮化硼等 针状化合物：硬硅钙石、钛酸钾、石棉、碳纤维等 粒状、片状化合物：铁素体、滑石粉、蛭石、陶土等。
干法处理可用于物理作用的表面处理，也可用于 化学作用的表面处理，尤其是粉碎或研磨等加工工艺 同时进行的干法处理，无论是物理作用还是化学作用， 都能够获得很好的表面处理效果。显然这种表面处理 效果与加工过程中不断新生的高活性填料表面以及填 料粒径变小有很大关系，已经成为了一个十分注目的 新的发展趋势。
填充改性
前言 (1)第一章填充改性 (2)1、填充改性的基本概念 (2)2、填充改性PP (3)3、实例填充PP M-10 (3)第二章增强改性 (5)1、增强改性基本概念 (5)2、增强剂种类 (6)3、影响增强改性性的因素 (6)4、玻纤增强热塑性塑料制造工艺 (7)5、玻纤增强塑料的性能 (7)6、实例增强AS (7)第三章共混改性 (9)1、共混改性基本概念 (9)2、共混改性的意义 (10)3、共混改性树脂 (10)4、ABS/PC共混制备合金 (11)第四章阻燃 (14)1、阻燃剂的分类 (14)2、阻燃机理 (15)3、阻燃剂的品种及性质 (16)4、实例阻燃PP (18)参考资料 (21)塑料工业作为新世纪的朝阳工业正大蓬勃快速发展，塑料改性技术的进步和改性塑料行业应运而生，成长壮大已成为塑料工业持续发展的新增长点，改性塑料行业不仅成为塑料工业不可缺少的一部分，而且显著地带动了非金属矿深加工、塑料原料、助剂以及塑料加工机械等行业的迅猛发展，同时也因改性塑料材料的性能改进或被赋予新的功能，大大扩大了塑料行业的应用领域。
本书比较全面的介绍了改性工程塑料的几个大方面，本人以填充改性、共混改性、增强改性以及阻燃技术的技术及理论比较系统的说明。
并且每种改性还举了一个实例供读者参考，由于本人在工作实习期撰写此书，在收集、整理资料和撰写作出了艰辛的努力，但由于时间紧，涉及的面宽，收集信息的能务和渠道有限，再加上本人专业知识不够丰富，难免存在这样或那样的问题，我希望老师及读者批评指正。
编者第一章填充改性一、填充改性的基本概念填充改性是塑料物理改性方法之一，所谓填充改性是指在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料，从而可以使塑料制品的性能得到改善或使塑料制品的原料成本降低达到增量的目的。
填料的种类很多，有把填料分成两在类：无机填料和有机填料caco3 滑石粉云母高岭土sio2 Tio2赤泥硅灰石破璃微珠Baso4 caso4 炭黑1、影响填充改性性能的因素（1）填料的形状填料形状大致可分为圆球状、薄片状、粒状、柱状、纤维状等。
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目前用作复合型导电高分子基料的主要有聚乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、环氧树脂、 丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、 聚酰亚胺、有机硅树脂等。此外，丁基橡胶、丁苯 橡胶、丁腈橡胶和天然橡胶也常用作导电橡胶的基 质。
ppt课件
3
复合型导电高分子
材料导电率范围
材料
绝缘体 半导体 导体 超导体
低电阻板带(传真电极板)
除静电器、非带电输送带、 医用橡胶制品、导电轮胎、 电子干扰仪、油印胶辊、纺 织胶辊 弹性电极、电镀模型、加热 元件(空调机室外装置) 导电涂料(银涂料、碳涂料)、 导电油墨(电气印刷配线)、 导电橡胶(台式计算机的键 盘和开关连接器元件)、导 电弹性粘合剂
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5
复合型导电高分子
导电材料 (100-104Ω .cm) 高导电材料 (10-3-100Ω .cm)
组成材料 基体
填充剂
丁 腈 橡 胶 类 金属氧化物 涂料 橡胶、塑料、 炭黑、金属粉、碳纤 合成纤维 维、金属纤维
橡胶、塑料 炭黑、金属粉、碳纤 维
橡胶、塑料、 炭黑、金属粉 二甲酚树脂、 环氧树脂
应用实例
各种绝缘材料
• 减振性：云母、石墨、铁氧体、钛酸钾、硬硅钙石、 石墨纤维
• 滑动性：石墨、二硫化钼、氮化硼(六角晶体状)、氟化 石墨、聚四氟乙烯粉、滑石粉
• X线防护性：铅、硫酸钡
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2
复合型导电高分子
从原则上讲，任何高分子材料都可用作复合型导 电高分子的基质。在实际应用中，需根据使用要求、 制备工艺、材料性质和来源、价格等因素综合考虑， 选择合适的高分子材料。
• 稀土类填充剂是粉碎品，其长径比较小，将其直接无规 则填充(等方向性)时其磁力降低1/3以下，因此要将其在 磁场中进行成型加工，即采用所谓的强制定向排列手段。
• 稀土类磁粉容易氧化，特别最近由于磁粉微粒化要求日 益增高，所以抗氧化对策成为提高功能体现效率不可缺
少的重要技术因素。对此，一般用硅烷偶联剂和钛偶联 剂对稀土类磁粉进行表面处理。
ppt课件
10
压电性填充剂
• 压电材料是具有电能和机械能相互转换功能的材料。 即对该种材料施以力时产生电，相反在给予电压时产
生力和变形。因此，压电材料的用途极为广泛。最近
主要倾向于高性能的钛酸铅(PT)和钛酸锆酸铅(PZT)。
• 具有压电性能的高分子如聚偏氟乙烯(PVDF) 与烧结陶
瓷类压电材料相比，这些高分子类复合材料具有不易
损坏、可成型各种形状而且可挠屈等优点。压电材料
使 用 的 基 体 除 PVDF 外 还 可 使 用 偏 氟 乙 烯 - 三 氟 乙 烯 (VDF-TrFE)共聚物、聚甲醛和橡胶等。
• 仅将PZT等压电填充剂分散于高分子基体不能开发出 所要求的功能，需要对其施以直流高电压促进自然极
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磁性填充剂
• 电气制品使用的磁体有多种，有橡胶类和塑料类。这些 磁体与以往烧结磁体相比不容易损坏,而且具有自由成型 和可挠性的优点，主要用于小型和轻型机器。
• 磁性填充剂大致可分为铁素体类和稀土类两类。要想提 高磁性复合体的磁力，使磁极定向排列是必要的条件，
对于片状和针状铁素体，通过开炼机混炼延伸和挤出成 型时的强剪切力可容易进行定向。
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复合型导电高分子
复合型导电高分子目前已得到广泛的应用。如 酚醛树脂—炭黑导电塑料，在电子工业中用作有机 实芯电位器的导电轨和碳刷；环氧树脂—银粉导电 粘合剂，可用于集成电路、电子元件，PTC陶瓷发 热元件等电子元件的粘结；用涤纶树脂与炭黑混合 后纺丝得到的导电纤维，可用作工业防静电滤布和 防电磁波服装。此外，导电涂料、导电橡胶等各类 复合型导电高分子材料，都在各行各业发挥其重要 作用。
导电高分子中高分子基料的作用是将导电 颗粒牢固地粘结在一起，使导电高分子具有 稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。 高分子材料的性能对导电高分中的机械强度、 耐热性、耐老化性都有十分重要的影响。
导电填料在复合型导电高分子中起提供载 流子的作用，因此，它的形态、性质和用量 直接决定材料的导电性。
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复合型导电高分子
常用的导电填料有金粉、银粉、铜粉、镍 粉、钯粉、钼粉、铝粉、钴粉、镀银二氧化 硅粉、镀银玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化钨、 碳化镍等。银粉具有最好的导电性，故应用 最广泛。炭黑虽导电率不高，但其价格便宜， 来源丰富，因此也广为采用。根据使用要求 和目的不同，导电填料还可制成箔片状、纤 维状和多孔状等多种形式。
高聚物的功能性填充改性
郭宝春 psbcguo@ppt课件 Nhomakorabea1
功能性填料的种类和特点
• 导电性：金属粉、金属箔、金属纤维、炭黑、碳纤维、 导电氧化物(氧化锡、氧化锌、氧化钼)、非电解镀层物 (氧化钛、云母、玻璃纤维)
• 磁性：铝钛镍钴磁合金、稀土类铁素体、钡铁氧体、 锶铁氧体
• 压电性：钛酸锆石酸铅、钛酸铅、钛酸钡
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7
复合型导电高分子
高分子材料一般为有机材料，而导电填料则通常为无机材 料或金属。两者性质相差较大，复合时不容易紧密结合和均匀 分散，影响材料的导电性，故通常还需对填料颗粒进行表面处 理。如采用表面活性剂、偶联剂、氧化还原剂对填料颗粒进行 处理后，分散性可大大增加。
复合型导电高分子的制备工艺简单，成型加工方便，且具 有较好的导电性能。例如在聚乙烯中加入粒径为10～300μm的 导电炭黑，可使聚合物变为半导体(σ＝10-6～10-12Ω-1·cm-1)， 而将银粉、铜粉等加入环氧树脂中，其电导率可达10-1～10Ω1·cm-1，接近金属的导电水平。因此，在目前结构型导电高分 中研究尚未达到实际应用水平时，复合型导电高分子不失为一 类较为经济实用的材料。
电导率 /Ω1·cm-1
＜10-10
10-10～102 102～108
＞108
典型代表
石英、聚乙烯、聚苯乙烯、 聚四氟乙烯 硅、锗、聚乙炔 汞、银、铜、石墨 铌(9.2 K)、铌铝锗合金 (23.3K)、聚氮硫(0.26 K)
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4
导电复合材料的组成与用途
材料分类(体积电阻)
电绝缘材料 (1010Ω .cm 以上) 半导电材料 (107-1010Ω .cm) 抗静电材料 (104-107Ω .cm)
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3
复合型导电高分子
材料导电率范围
材料
绝缘体 半导体 导体 超导体
低电阻板带(传真电极板)
除静电器、非带电输送带、 医用橡胶制品、导电轮胎、 电子干扰仪、油印胶辊、纺 织胶辊 弹性电极、电镀模型、加热 元件(空调机室外装置) 导电涂料(银涂料、碳涂料)、 导电油墨(电气印刷配线)、 导电橡胶(台式计算机的键 盘和开关连接器元件)、导 电弹性粘合剂
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复合型导电高分子
导电材料 (100-104Ω .cm) 高导电材料 (10-3-100Ω .cm)
组成材料 基体
填充剂
丁 腈 橡 胶 类 金属氧化物 涂料 橡胶、塑料、 炭黑、金属粉、碳纤 合成纤维 维、金属纤维
橡胶、塑料 炭黑、金属粉、碳纤 维
橡胶、塑料、 炭黑、金属粉 二甲酚树脂、 环氧树脂
应用实例
各种绝缘材料
• 减振性：云母、石墨、铁氧体、钛酸钾、硬硅钙石、 石墨纤维
• 滑动性：石墨、二硫化钼、氮化硼(六角晶体状)、氟化 石墨、聚四氟乙烯粉、滑石粉
• X线防护性：铅、硫酸钡
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2
复合型导电高分子
从原则上讲，任何高分子材料都可用作复合型导 电高分子的基质。在实际应用中，需根据使用要求、 制备工艺、材料性质和来源、价格等因素综合考虑， 选择合适的高分子材料。
• 稀土类填充剂是粉碎品，其长径比较小，将其直接无规 则填充(等方向性)时其磁力降低1/3以下，因此要将其在 磁场中进行成型加工，即采用所谓的强制定向排列手段。
• 稀土类磁粉容易氧化，特别最近由于磁粉微粒化要求日 益增高，所以抗氧化对策成为提高功能体现效率不可缺
少的重要技术因素。对此，一般用硅烷偶联剂和钛偶联 剂对稀土类磁粉进行表面处理。
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压电性填充剂
• 压电材料是具有电能和机械能相互转换功能的材料。 即对该种材料施以力时产生电，相反在给予电压时产
生力和变形。因此，压电材料的用途极为广泛。最近
主要倾向于高性能的钛酸铅(PT)和钛酸锆酸铅(PZT)。
• 具有压电性能的高分子如聚偏氟乙烯(PVDF) 与烧结陶
瓷类压电材料相比，这些高分子类复合材料具有不易
损坏、可成型各种形状而且可挠屈等优点。压电材料
使 用 的 基 体 除 PVDF 外 还 可 使 用 偏 氟 乙 烯 - 三 氟 乙 烯 (VDF-TrFE)共聚物、聚甲醛和橡胶等。
• 仅将PZT等压电填充剂分散于高分子基体不能开发出 所要求的功能，需要对其施以直流高电压促进自然极
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磁性填充剂
• 电气制品使用的磁体有多种，有橡胶类和塑料类。这些 磁体与以往烧结磁体相比不容易损坏,而且具有自由成型 和可挠性的优点，主要用于小型和轻型机器。
• 磁性填充剂大致可分为铁素体类和稀土类两类。要想提 高磁性复合体的磁力，使磁极定向排列是必要的条件，
对于片状和针状铁素体，通过开炼机混炼延伸和挤出成 型时的强剪切力可容易进行定向。
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复合型导电高分子
复合型导电高分子目前已得到广泛的应用。如 酚醛树脂—炭黑导电塑料，在电子工业中用作有机 实芯电位器的导电轨和碳刷；环氧树脂—银粉导电 粘合剂，可用于集成电路、电子元件，PTC陶瓷发 热元件等电子元件的粘结；用涤纶树脂与炭黑混合 后纺丝得到的导电纤维，可用作工业防静电滤布和 防电磁波服装。此外，导电涂料、导电橡胶等各类 复合型导电高分子材料，都在各行各业发挥其重要 作用。
导电高分子中高分子基料的作用是将导电 颗粒牢固地粘结在一起，使导电高分子具有 稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。 高分子材料的性能对导电高分中的机械强度、 耐热性、耐老化性都有十分重要的影响。
导电填料在复合型导电高分子中起提供载 流子的作用，因此，它的形态、性质和用量 直接决定材料的导电性。
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复合型导电高分子
常用的导电填料有金粉、银粉、铜粉、镍 粉、钯粉、钼粉、铝粉、钴粉、镀银二氧化 硅粉、镀银玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化钨、 碳化镍等。银粉具有最好的导电性，故应用 最广泛。炭黑虽导电率不高，但其价格便宜， 来源丰富，因此也广为采用。根据使用要求 和目的不同，导电填料还可制成箔片状、纤 维状和多孔状等多种形式。
高聚物的功能性填充改性
郭宝春 psbcguo@ppt课件 Nhomakorabea1
功能性填料的种类和特点
• 导电性：金属粉、金属箔、金属纤维、炭黑、碳纤维、 导电氧化物(氧化锡、氧化锌、氧化钼)、非电解镀层物 (氧化钛、云母、玻璃纤维)
• 磁性：铝钛镍钴磁合金、稀土类铁素体、钡铁氧体、 锶铁氧体
• 压电性：钛酸锆石酸铅、钛酸铅、钛酸钡
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复合型导电高分子
高分子材料一般为有机材料，而导电填料则通常为无机材 料或金属。两者性质相差较大，复合时不容易紧密结合和均匀 分散，影响材料的导电性，故通常还需对填料颗粒进行表面处 理。如采用表面活性剂、偶联剂、氧化还原剂对填料颗粒进行 处理后，分散性可大大增加。
复合型导电高分子的制备工艺简单，成型加工方便，且具 有较好的导电性能。例如在聚乙烯中加入粒径为10～300μm的 导电炭黑，可使聚合物变为半导体(σ＝10-6～10-12Ω-1·cm-1)， 而将银粉、铜粉等加入环氧树脂中，其电导率可达10-1～10Ω1·cm-1，接近金属的导电水平。因此，在目前结构型导电高分 中研究尚未达到实际应用水平时，复合型导电高分子不失为一 类较为经济实用的材料。
电导率 /Ω1·cm-1
＜10-10
10-10～102 102～108
＞108
典型代表
石英、聚乙烯、聚苯乙烯、 聚四氟乙烯 硅、锗、聚乙炔 汞、银、铜、石墨 铌(9.2 K)、铌铝锗合金 (23.3K)、聚氮硫(0.26 K)
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导电复合材料的组成与用途
材料分类(体积电阻)
电绝缘材料 (1010Ω .cm 以上) 半导电材料 (107-1010Ω .cm) 抗静电材料 (104-107Ω .cm)