摘要:矿物填料在塑料添加剂中用量最大,它的作用是改善塑料的物理性能,如机械性能、表面性能、加工性能、热绝缘和电气性能及降低成本等。与其他的添加剂不同,填料的物理性能在很大程度上影响它的使用效果。
纳米粉末的微观示意图(图片源自百度图库)
因此,粉末填料常用下面一些物理参数来规定等级:①平均粒度及尺寸大小分布;②孔隙率;③表面的化学性质及是否经过处理;④结晶形态,定向性;⑤杂质含量;⑥色泽等。其中前三项尤为重要,特别是粒度大小。
一、常用粉末填料的分类
常见塑料用填充粉末的分类
二、各种粉末的物理性质及其适用范围1、非金属粉末填料
表1非金属粉末填料
填料名称
主要化学成分
色泽
颗粒形态
相对密度
主要适用树脂
主要作用
轻质碳酸钙
CaCO3
白
针状结晶
2.65~2.70
聚烯烃
工程塑料
改善色调稳定性、着色性、硬度、降低成本、热稳定性和尺寸稳定性
重质碳酸钙
CaCO3
白
不规则块状
2.75
滑石粉
3MgO 4SiO2 H2O
白至浅灰
不规则片状
2.7~3.0
聚烯烃
工程塑料
改善加工 刚性 硬度 耐热性 电绝缘性 耐药品性 降低成本
膨润土
Al2O3 4SiO2 H2O
白至浅灰
无定型或片状
2.6~2.7
聚烯烃
工程塑料
降低成本
高岭土
Al2O3 4SiO2 H2O
白至浅灰
片状
2.5~2.6
聚烯烃
工程塑料
降低成本
煅烧陶土
Al2O3 4SiO2
灰白
片状
2.5~2.63
聚烯烃
工程塑料
改善电绝缘性,降低成本
硅灰粉
CaSiO3
白
单斜形晶体
2.90
工程塑料
改善尺寸稳定性,起增强作用
硅藻土
SiO2 H2O
黄灰
无定型结晶
2.0~2.3
热塑性塑料
改善绝缘性能和降低成本
二氧化硅(粉)
SiO2
白
不均匀多晶
2.65~2.7
聚烯烃、PA等热塑性塑料
改善耐热性 耐药品性 耐冲击性,在制品中分散好
二氧化硅(气凝胶)
SiO2
白
多空片状
2.0~2.1
二氧化硅(热裂法)
SiO2
白
球状
2.1~2.2
钛白粉
TiO2
白
板状结晶
3.8~4.2
热塑性塑料
改善制品颜色 增加制品密度
氧化锌
ZnO
白
片状
5~6
热塑性塑料
改善制品颜色 光稳定性 增加制品密度
氢氧化铝
Al2O3 H2O
白
结晶
2.4
聚烯烃
工程塑料
改善制品颜色 加工性 刚性 电绝缘性 耐水性,有阻燃作用
氧化铝
Al2O3
白
片状
3.7~3.9
聚烯烃
工程塑料
氟塑料
改善制品颜色,增加密度
氢氧化镁
Mg(OH)2
白
结晶
2.38
聚烯烃
工程塑料
改善制品颜色,有阻燃作用
氧化镁
MgO
无色
结晶
3.58
增加导热性,降低成本
(白)云母
K2O 2Al2O3 6SiO2 2H2O
灰白色
薄片状
2.7~2.9
热塑性塑料
改善电绝缘性 刚性 硬度 耐热性
硫酸钡
BaSO4
白
片状或柱状
4.3~4.6
热塑性塑料
改善制品颜色 耐热性 耐磨性 耐药性和耐水性
硫酸钙
CaSO4
浅黄
圆柱体
2.3~2.7
热塑性塑料
改善尺寸稳定性 加工性 降低成本
亚硫酸钙
CaSO3
白色
柱状
2.59
菱苦土
MgCO3
白
粉末
2.1~2.8
热塑性塑料
降低成本 改善热绝缘性 加工性
二硫化钼
MoS2
白
流动性粉末
4.5~5.0
热塑性塑料
改善润滑性 加工性 刚性和硬度
玻璃微珠(空心)
SiO2 Na2O
白
流动性粉末
0.3~0.6
热塑性塑料
减轻密度 改善电绝缘性 消音性
玻璃微珠(实心)
SiO2 Na2O
白
流动性粉末
2.5
热塑性塑料
改善电绝缘性及消音性
2、粉末金属填料
金属粉末主要用于改善导电、传热性及外观。
表2金属粉末填料
金属种类
制法
密度(g/cm3)
表观密度(g/cm3)
形状
应用范围
铝
粉末冶金
2.70
1.40~1.15
不规则
改善制品加工性、耐冲击性、传热及导电、制工具及塑料涂料
铜
粉末冶金
8.93
4.0~5.0
球状
改善制品加工性、传热、导电性,在装饰制品中用
电解
8.93
0.74~4.20
不规则
还原
8.93
1.70~3.10
多孔
铁
羰基还原
7.80
1.80~3.50
球状
提高耐磨性
铅
粉末冶金
11.34
2.50~6.00
球状
提高制品密度,防辐射,吸收声音
不锈钢
粉末冶金
7.80
2.30~2.80
不规则
制造工具
锌
研磨
7.14
2.0~3.0
不规则
防腐,制造塑料涂料
艾邦总结
使用填料时,必须考虑许多方面的问题,例如:
(1)最佳粒径分布;
(2)在填充剂表面可能的催化活性;
(3)均匀分散以及与塑料基质键联;
(4)填充剂在加工机械中的磨损作用;
(5)复合性能;
(6)粉尘引起的工业安全问题;
(7)成本等。
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