傳統(tǒng)的觀念一直認為填料的作用為降低復合材料成本,但實際上填料還具有很多改性功能,尤其是隨著科學技術的不斷發(fā)展,如之前介紹的無機粉體的細化技術、無機粉體的表面處理技術和表面包覆技術日趨成熟,填料能達到的改性性能越來越多。

塑料的填充改性是指在樹脂中加入低成本的填料從而降低聚合物制品成本的一類復合技術。從塑料填充的定義中就可以看出,降低成本是填充改性的目的。其實塑料填充改性還可以改善復合材料的某些性能：在熱塑性塑料中,填充可以改善復合制品的耐熱性、剛性、硬度、尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性、耐磨性、阻燃性、消煙性及可降解性,降低成型收縮率以提高制品精度;在熱固性塑料中,除前述的性能改善外,對某些樹脂是加工中必不可少的補強材料,如不飽和樹脂、酚醛樹脂及氨基樹脂等都需要進行填充補強。

傳統(tǒng)塑料填充改性缺點為在降品成本的同時,導致制品某些性能的下降甚至是大幅度下降和密度大幅度提高,其中明顯的下降性能有沖擊強度、拉伸強度、透明性及制品表面光澤度等。
 
新型塑料填充改性的優(yōu)點為既可以降低成本又可以改善性能。這是因為隨著填料品種的不斷開發(fā)和粒度的不斷細化,隨著聚合物填充包覆技術的不斷發(fā)展,聚合物的填充完全可以實現(xiàn)改性功能。

對塑料填充影響的技術有如下兩項:

一是超細填料和納米填料的開發(fā):眾所周知,常規(guī)粒度填料的加入會導致復合材料沖擊強度的大幅度下降，而超細填料和納米填料的加入不但復合材料的沖擊強度和拉伸強度不會下降,反而會有不同程度的升高,這就是剛性增韌和增強技術。

二是填料表面的多功能復合處理技術:填料表面的處理技術發(fā)展越來越快,其發(fā)展經(jīng)歷了從硬脂酸→單一偶聯(lián)劑→多功能偶聯(lián)劑→大分子偶聯(lián)劑→相容劑→復合偶聯(lián)劑的歷程,使填料與樹脂的結合力越來越大,對制品性能的提高幅度也越來越大。同時,近年來降低聚合物填充制品密度的技術不斷涌現(xiàn),并逐步開始進人市場。相信不久的將來聚合物填充技術可以實現(xiàn)改善性能、降低成本和保持低密度三大功能于一體,這樣填充材料類就可以真正成為名副其實的改性材料了。

填料的共同改性性能

①提高復合材料的剛性:具體體現(xiàn)在彎曲強度、彎曲模量、硬度等性能指標上。填料中二氧化硅的含量越高,剛性改性效果就越明顯。各類填料剛性改性大小依次為球形二氧化硅(提高120%)>云母(提高100%)>硅灰石(提高80%) >硫酸鋇(提高60%) >滑石粉(提高50%)>重質碳酸鈣(提高30%)>輕質碳酸鈣(提高20%)。具體舉例見表3-1所示,彎曲模量隨滑石粉含量增加而提高。

②提高復合材料的尺寸穩(wěn)定性:具體體現(xiàn)在降低收縮率、降低翹曲、降低線膨脹系數(shù)、降低蠕變、增加各向同性程度,尺寸穩(wěn)定效果大小依次為球形填料>顆粒填料>片狀填料>纖維狀填料。具體舉例見表3-1所示,成型收縮率隨滑石粉含量增加而下降。

③提高復合材料的耐熱性:具體性能指材料的耐熱性指標為熱變形溫度,具體舉例見表3-1所示,熱變形溫度隨滑石粉含量增加而提高。

④提高復合材料熱穩(wěn)定性:無機粉體可以不同程度吸收促進分析物質,從而降解熱分解程度。

此外,無機填充還可以提高復合材料耐磨性、提高硬度等。

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公司產(chǎn)品普遍應用于電子、電氣、船舶、鋼鐵、醫(yī)療衛(wèi)生、交通工程、汽車及航天等行業(yè)。