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源磊告诉你 | 无机填料性质对塑料产品性能的影响

发布时间:

2024-01-29 09:35

 

源磊告诉你 | 无机填料性质对塑料产品性能的影响

 

无机矿物填料的性质对塑料产品的影响是多方面的,包括物理化学组成及性质、粒径大小及分布、颗粒形状及表面性质、以及密度、硬度、白度等,它们对塑料的性能和工艺参数要求都有影响。

 

 

1、几何形状特征

 

不同几何形状的填料颖粒对其塑料制品的强度影响一般是纤维状>片状>柱状>立方体>圆球形。片状填料有助于提高制品的机械强度,但不利于成型加工。反之,球状填料可以改善制品的成型加工性能,但却可能使其机械强度下降。

 

无机填料的几何形状

 

2、粒径及表面特征

 

一般来说,无机非金属矿物填料的颗粒粒径越小,那么在分散均匀的情况下塑料的力学性能就越好,但在减小填料颗粒粒径的同时也使加工工艺变得复杂,成本也随之提高。

 

另外,填料颗粒的表面粗糙程度和自由能的不同也对塑料制造工艺有影响,在实际生产中要求降低填料颗粒表面自由能来避免颗粒之间凝聚,从而避免产品应力分布不均。

 

3、比表面积

 

比表面积越大,对填料与树脂之间的亲合性越好,但填料表面活化处理越难,成本越高。但对相同体积的填料颗粒来说,其表面越粗糙,比表面积越大。

 

4、密度

 

不同形状的颗粒粒径大小及分布不同,在质量相同时,因堆砌的体积不同,所以真实密度相同的颗粒,表观密度不一定相同。

 

5、硬度

 

硬度高可以提高制品的耐磨性,但会磨损加工设备,人们不希望使用填料带来的效益被加工设备的磨损抵消。对于某种硬度的填料,加工设备的金属表面的磨损强度随填料粒径的增加而上升,到一定粒径后其磨损强度趋于稳定。

 

6、颜色

 

为了对所填充的材料基体的色泽不带来明显变化或者对基体的着色不带来不利影响,多数生产要求白度越高越好

 

7、吸油值

 

填料吸油值的大小影响填充体系增塑助剂的用量和材料的可加工性。吸油值低的填料,填充体系的可加工性好,容易与树脂混合,可以减少增塑助剂的用量。对于相同细度的同类无机矿物填料,表面有机改性可以降低无机矿物填料的吸油值

 

8、光学性能

 

有些制品可以利用填料的吸光性提高温度,例如农用塑料大棚。

 

9、电性

 

除石墨外,大多数无机矿物填料都是电绝缘体。

 

10、化学成分

 

无机矿物填料的化学活性、表面性质(效应)以及热性能、光性能、电性能、磁性能等在很大程度上取决于化学组成。

 

借鉴下表中不同种类填料对产品的不同影响,按需要的产品特性而选择不同的填料。

 

部分矿物填料对塑料性能的影响

 

11、热化学效应

 

高分子聚合物容易燃烧,但大多数无机矿物填料由于自身的不燃性,在加入到聚合物基体中后减少了可燃物质,延缓基体的燃烧。如氢氧化镁和氢氧化铝分解温度较低,而且分解后生成水蒸气和金属氧化物,具有优良的阻燃性能,不产生毒烟,因此是高聚物基复合材料环境友好型阻燃填料。

 

总之,无机非金属矿物填料在聚合物复合材料中的作用,概括起来就是增量、增强和赋予新的功能。但是,因为无机非金属矿物填料和有机聚合物相溶性较差,所以,对无机非金属矿物填料进行改性,提高其与有机聚合物的相溶性,避免直接添加造成的应力分散不均

 

 

 

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