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一文读懂改性填料从此不求人

  几乎所有的塑料(包括热塑性和热固性塑料)、天然橡胶和涂料△▪▲□△都使用大量填料。在塑料改性中使用矿物填料作为填充剂和改性剂,不仅可以显著降低塑料制品的原料成本,而且可以有效地改善塑料的性能。

  例如,制造塑料时加入木粉、陶土▽•●◆或碳酸钙等,不仅能改善制品力学性能,增加硬度,而且还可降低成本;用石墨、磁粉◁☆●•○△或云母作填料,可提高塑料的导电、通磁和耐热性。在橡胶中加入炭黑或二氧化硅(白炭黑)可显著提高制品的物性。在纺丝液中加入钛白粉(二氧化钛)可以遮光和染色。在涂料工业中常加入白色或带色填料(如钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等)以改善涂料的光学、物理和化学性能。

  随着新型改性填料、复合填料的出现,填料已被认为是一种功能性添加剂,在改性塑料的生产过程中起到十分重要的作用。那么,填料在改性塑料生产过程中的作用主要有哪些呢?

  据统计,塑料材料制品中原材料所占的费用占70%以上,因此在不影响或有利于塑料制品的性能时通过添加更加廉价的原辅材料,降低原材料的费用,会给企业带来更大的经济效益。

  矿物填料的活性表面可与大分子链相结合,与基体形成交联结构,矿物交联点会传◆▼递,分散应力起到加固的作用。尤其是大长径比的云母和硅灰石等能够提高力学性能和耐热性能。

  如导电性、导热性、隔音性以及对电磁波的吸收和对放射性的防护等,通常也被称为功能性填料。

  了解完填料在改性塑料中的作用之后,我们再来了解下粉体增强热塑性聚合物复合材料的制备过程。通常包括原材料的预处理、计量与混合、熔融共混挤出、冷却切粒等过程。

  粉体材料的处理通常包括表面处理、烘干和稀释等过程。在生产粉体增强热塑性聚合物复合材料前必须对无机填料进行适当的表面处理。如碳酸钙做填充剂时,在配料前应进行活化处理,以改善其与基体聚合物之间的粘结性能。对有些含水量较高的填料和基△▪▲□△体聚合物材料,还要进行适当的烘干处理。

  做过塑料改性的都知道,称量在改性过程中尤为重要,称量错误会直接影响产品的质量与性能,因此称量过▲=○▼程必须准确。另一个重要的就是预混合,混合的好坏将直接影响原料是否能均匀的进入双螺杆挤出机,特别是那些密度相差较大、组分形状差异较大的共混体系,保证物料混合均匀显得尤为重要。

  熔融共混挤出是所有热塑性塑料改性的主要工序,目前常用的是双螺杆挤出机。经过双螺杆的熔融共混后,能够保证基体聚合物与各组分之间实现良好的分散性,从而得到更好的产品。挤出机的工艺问题主要包括温度设置、挤出机的结构、挤出速度等。

  冷却切粒属于成型工艺,通常塑料改性后切出的粒子还需要通过注塑机成型以获取相关的测试件或制品。

  滑石粉是填充聚丙烯用的最多的无机填料,在共聚和均聚PP树脂中均可以使用。滑石粉的填充量一般为10%-40%。滑石粉填充聚丙烯材料具有较高的刚性,低热膨胀系数,低吸收率,抗划痕性▼▼▽●▽●好,抗化学腐蚀。经表面化学处理的滑石粉填充聚丙•□▼◁▼烯可以改善抗冲击性能,提高模量和热变形温度。

  碳酸钙也是聚丙烯中常用的无机填料,添加量一般为10%-40%。与滑石粉相比,碳酸钙填充聚丙烯材料的冲击强度更高,模量和拉伸强度较低。

  云母是一种层状的无机填料,当填充★-●=•▽量相同时,云母增强聚丙烯比滑石粉或碳酸钙填充的聚丙烯具有更高的刚性、模量和硬度。经过适当的偶联剂处理,可以显著的▲●…△提高材料的拉伸强度。由于云母色深,所以云母作为无机填料只能应用于颜色要求不高的聚丙烯中,最常▪…□▷▷•见的时黑色制品。

  适量的高岭土经过活化处理后与聚丙烯共混挤出,经过双轴拉伸可以得到白色不透明薄膜,染色性、印刷性好、水的渗透率低。

  用导电性填料如石墨、炭黑或金属粉末作为填料填充聚丙▪•★烯,可以得到导电性的聚丙烯复合材料。导电填料在聚丙烯中良好的分散性能时制备兼具良好导电性和力学性能复合材料的关键。

  阻燃剂中常见的氢氧化镁和氢氧化铝填充聚丙烯,可以制备无卤阻燃的填充聚丙烯材料。这些阻燃材料在燃烧分解时不会排放有毒气体。但由于这些阻燃剂填料在高填充时才能发挥阻燃作用,因此,应当采用合适的填料和树脂基材的表面处理技术,如偶联剂处理等以改善填料在基材中的分散和界面相容性,从而制备出阻燃性能和力学性能兼顾的无卤阻燃聚丙烯材料。

  随着科技的发展,新型填充材料和新的填充剂改性技术不断出现,塑料填料朝着标准化、绿色化、纳米化和有机◆■化发展。我国是塑料生产和消费大●国,无机填料资源丰富,应该进一步发展新型填充剂和以非金属矿物为填料的塑料新产品,开拓我国塑料发展新领域。可以预见,填充改性技术▷•●在塑料行业有着广阔的市场◆◁•前景。返回搜狐,查看更多

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