,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,返回,塑料原料与助剂,2024/11/15,1,参考书,参考书：,1.塑料原料与助剂 科技出版社 段予忠,2.塑料工业 石油化学出版社 上海合成树脂争论所,3.合成树脂及塑料手册 化工部科技情报所,4.橡胶塑料加工助剂 化工出版社,15.塑料加工技术应用手册 机械出版社 李祖德,2024/11/15,2,第九章 其它助剂 第一节 填充剂,填充剂填料是塑料材料的重要添加剂之一，它可以降低本钱，同时还能提高某些物理或化学性能。用同一种原料生产的填料，由于其处理方法不同，填充改性的效果也不一样。,填料的种类很多，可分成两大类：一类是无机填料，如碳酸钙、云母、滑石粉等；另一类是有机填料，如木粉、棉短绒、麦秸等。也有把填料分成单组分填料，即由一种原料物质组成；多组分填料，也叫复合填料，是由两种或两种以上物质组成，如碳酸钙和滑石粉组合等。,2024/11/15,3,1一种具有确定几何外形的固态物质，它可以是无机物，也可以是有机物。,2通常它不与所填充的基体树脂发生化学反响，即属于相对惰性的物质。,3它在填充塑料中的质量分数应不低于$%。,填料有别于塑料加工常用的添加剂，如颜料、热稳定剂、阻燃剂、润滑剂等固体粉末状物质，它也有别于其它液态助剂和增塑剂。,塑料改性用的填料具有的特征,2024/11/15,4,填料的主要作用是“增量”，事实上无机或有机的填料的绝大多数品种的价格远低于所填充的合成树脂，其降低本钱的目的是不言而喻的。随着填充改性技术的进展和对填料生疏的加深，以及填充改性给塑料制品性能带来的变化，人们已从单纯追求本钱的降低进展到通过填料，尤其是功能性填料来改善塑料制品某些方面的物理、力学性能，或赐予塑料制品全新的功能，填料已成为塑料改性不行缺少的重要原材料之一。,填料的分类方法有多种，一般来说在填充改性中填料的化学组成预备着填料的本质，尤其是赐予塑料以功能性时，其填料的化学组成起着预备性作用。,塑料改性用的填料具有的特征,2024/11/15,5,一填料的几何形态特征,颗粒是填料存在的形式。颗粒的外形并不特殊规章，但不同种填料的几何外形有着显著的差异，下表中 列出局部矿物在加工成颗粒后的几何外形及在长、宽、高三维尺寸的特征。,塑料改性用的填料的特征,具有,2024/11/15,6,形状分类,矿物实例,颗粒几何尺寸对比,长,宽,高,球形,立方形,块状或短柱形,片状,纤维状,珍珠岩,方解石、长方石,方解石、长石、硅石、重晶石、霞石,高岭土、云母、滑石、石墨,硅灰石、透闪石、石棉、纤维海泡,1,1,1-4,1,1,1,1,1,1,1/10,1,1,1,-1/100,1/10,塑料改性用的填料具有的特征,局部矿物颗粒的几何外形与尺寸比照特征,2024/11/15,7,二粒径,对塑料改性使用的填料颗粒的粗细、大小的要求是依据状况而定的。一般来说填料的颗粒粒径越小，假设它能分散的均匀，则填充材料的力学性能越好，但同时颗粒的粒径越小，要实现其均匀分散就越困难，需要更多的助剂和更好的加工设,备，而且颗粒越细所需要的加工费用越高，因此要依据使用需要选择适当粒径的填料。,通常填料的粒径可用它的实际尺寸m 来表示，也可以用可通过多少目的筛子的目数来表示。,塑料改性用的填料具有的特征,2024/11/15,8,塑料改性用的填料具有的特征,目数,:20 80 100 150 200 325 400 625 1250 2500 12500,尺寸,/m,833 175 147 104 74 43 38 20 10 5 1,三外表形态与性质,填料颗粒外表粗糙程度不同，即同样体积的颗粒，其外表积不仅与颗粒的几何外形有关球形外表积最小，也与其外表的粗糙程度有关。比外表积即单位质量填料的外表积，它的大小对填料与树脂之间的亲合性、填料外表活化处理的难易与本钱都有直接关系。通常比外表积大小可通过氮气等温吸附方法进展测定。,填料颗粒外表自由能大小关系到填料在基体树脂中分散的难易，当比外表积确定时，外表自由能越大，颗粒相互之间越简洁分散，越不易分散。在填料外表处理时，降低其外表自由能是主要目标之一。,2024/11/15,9,(四 颜色方面,除特地用于塑料着色的颜料无机颜料或有机颜料，塑料用填料本身的颜色是特殊引人留意的。为了对所填充的塑料基体的色泽不带来明显的变化或避开对基体的着色带来不利影响，通常都希望填料本身是无色的，固然这对大多数填料是不行能的，但至少应当是白色的，而且白度越高越好。,测量填料的白度，可将填料粉末压制成圆片状试样，将特定波长的光照射在试样平滑外表上，由试样外表对此波长光线的反射率与标准白度的比照样反射率的比值作为填料的白度值。我国目前生产的重质碳酸钙白度值都可到达90%以上，最高可达95%以上，而滑石粉的白度值一般在80-90%。,塑料改性用的填料具有的特征,2024/11/15,10,填充剂,-,碳酸钙,碳酸钙,碳酸钙是最常用的无机粉状填料。可分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、胶质碳酸钙，一般常用轻质碳酸钙。在一般填料中属于廉价填料。碳酸钙无毒，白度大，无活性。其中轻质碳酸钙是用化学方法制造的碳酸钙，学名叫沉降性碳酸钙；重质碳酸钙是由石灰石经选矿、粉碎、分级、外表处理而成的碳酸钙；胶质碳酸钙是一种白色细腻、软质粉末，与轻质碳酸钙不同之处是，其粒子外表吸附一层脂肪酸皂，使碳酸钙具有胶体活化性能，比重小于轻质碳酸钙，填充塑料时，能提高制品的耐冲击性，并改善外表的光泽及光滑度。,2024/11/15,11,碳酸钙生产方法,2024/11/15,12,碳酸钙在塑料中的作用,在塑料中参与碳酸钙可以起到以下作用：,1增量，降低本钱。,2提高塑料制品的耐热性，在聚丙烯中添加40的碳酸钙，其热变形温度可提高20左右。,3改进塑料的散光性，起到遮光或消光的作用。,4改善塑料制品的电镀性能或印刷性能,5削减塑料制品尺寸收缩率，提高尺寸稳定性。,碳酸钙在塑料中的作用,2024/11/15,13,滑石粉的片状构造使得滑石粉填充塑料的某些性能得到较大的改善，有人把滑石粉看成是增加性填料。首先滑石粉可以提高填充材料的刚度和在高温下抗蠕变的性能。当滑石粉颗粒沿加工时物料流淌方向排列时，按最小阻力的原理，其排列根本上都呈片状，由小片连成大片。因而在特定方向上材料刚度的提高是显著的。,其次滑石粉可以显著提高填充材料耐热性。用于衡量材料耐热性能的热变形温度是指试样在负荷作用下弯曲到确定程度时的温度，片状的滑石粉在特定方向上可使热变形温度提高是自然的。,滑石粉,2024/11/15,14,高岭土是粘土中的一种，是一种水合硅酸铝矿物质。它的单晶是一种双层水合硅酸铝，一层是二氧化硅，一层是水合氧化铝，通过化学结合而成，具有六角形片状构型。,高岭土中的结合水在1000以上高温时才会失去，但高岭土极易吸潮，在使用前必需加以枯燥。,高岭土颗粒具有极强的结团倾向，颗粒粒径越小就越显著，为了使高岭土的颗粒在塑料基体中分散，对高岭土要进展外表处理。外表处理也可有效地抑制其酸性活化点。,高岭土在塑料中使用时，在不显著降低延长率和冲击强度的状况下，可提高玻璃化温度较低的热塑性塑料的拉伸强度和模。,高岭土,2024/11/15,15,通常使用高岭土主要是为了提高塑料的绝缘强度。经过低温煅烧的，其电性能最正确，经过高温煅烧的可获得较高的白度，其煅烧温度为500-1000。,近年来的争论说明，高岭土对红外线的阻隔作用显著。这一特性除用于军事目的外，在农用薄膜中也得到应用，它可以提高塑料大棚的保温作用。,高岭土在聚丙烯中还起到成核剂的作用，即在聚丙烯从高温状态冷却时，高岭土的存在可促使聚丙烯围绕高岭土颗粒结晶，其晶粒微细，数量增多，有利于提高聚丙烯的刚性和强度。,高岭土,2024/11/15,16,云母的主要的成分是硅酸钾铝，按来源和种类不同也可含有不同比例的镁、铁、锂或氟，因此各类云母的化学组成有很大差异。通常用作电气绝缘材料的是硬质云母，也叫白云母；作为发电机整流垫片的软质云母或镁云母；,云母的晶形是片状的，其径厚比较大，而且假设能保持到填充塑料制品加工完仍为大径厚比，则其增加效果是特殊突出的。云母在填充塑料中的体积分数高时，其材料的模量可与铝相当，敲打或落在坚硬的物体外表上时会发出类似金属的声响,云母主要用来提高塑料制品的刚性和耐热性,云母,2024/11/15,17,硅灰石,硅灰石作为填料在塑料中的作用主要是用来提高拉伸强度和挠曲强度。硅灰石粉最有希望的应用领域是在玻璃纤维增加塑料中充分利用自身针状结晶的特点，代替局部玻璃纤维，由于二者的差价在十倍以上。,值得留意的是硅灰石粉填充的填料吸水性显著降低，这个特点可以改进吸水性较强的尼龙制品在潮湿环境下因吸水而导致强度和模量下降的缺点。,2024/11/15,18,工业排放物所称三废是指废气、废液和废渣。工业废渣或者掩埋或者排入江、河、湖、海，或者露天堆放，或者占用良田，对生态环境造成严峻污染，因此治理三废疼惜环境是人类社会当前最为迫切的任务之一。使用工业废渣作为塑料填料其社会意,义深远。,粉煤灰玻璃微珠,球形颗粒填充塑料，从理论上说，对基体树脂的粘度和流淌性影响很小，也不存在其它非球形颗粒简洁造成的应力集中现象，因而，利用填充塑料的成型加工，对诸如冲击强度等性能的变化影响较小。,人工制造的球形颗粒分为实心球和空心球两大类。实心球颗粒，可以是玻璃的，也可以是金属的或有机聚合物。空心球颗粒多数是玻璃的，也有从沥青制得的空心炭球以及用发泡方法制成的高分子聚合物单孔或多孔的小球。,工业废渣,2024/11/15,19,红泥也称为赤泥，是炼铝厂排放的废渣。以高品位铝土矿为原料，承受湿法生产氧化铝时排出的称为拜耳法红泥；以低品位铝土矿为原料，承受干法生产氧化铝时排出的称为烧结法红泥；以品位介于两者之间的中品位铝土矿为原料，先用拜耳法生产氧化铝，将生产出的红泥再用烧结法生产氧化铝，再排出的称为联合法红泥。,红泥,2024/11/15,20,红泥对聚氯乙烯的热稳定性和光稳定性有利，可提高耐光、热老化性质，延长塑料制品的使用年限。从而可延长聚氯乙烯制品尤其是户外使用制品的使用寿命，如做户外遮阳棚的波浪板等。虽然常常直承受到日光的照射，加有红泥的聚氯乙烯波浪板可比未加红泥的使用年限延长5-10!%倍。,红泥的色泽为红褐色，这就大大限制了它在很多种塑料中的应用。,红泥,2024/11/15,21,晶须是单丝形式的小单晶体，可用于制备具有优良物理力学性能的复合材料。,晶须兼有玻纤和硼纤维的突出性能，它们具有玻,纤的伸长率3-4和硼纤维的高弹性模量。,绝大多数晶须是通过气相反响制备的。为,了获得最大的增加作用，纤维必需具有适宜的长,度、外形和正确的横截面。假设纤维在聚合物熔,体中能很好地润湿和取向，塑料的拉伸强度往往,能够提高10-20 倍,晶 须,2024/11/15,22,其次节 母料,1 色母料,色母粒是把超常量的颜料均匀地载附于树脂之中而制得的聚拢体。,着色母粒较传统的浮染法有一系列优点。,1分散均匀、质量优良,2产品本钱较低,3配色技术及操作简洁,4操作环境良好,2024/11/15,23,聚烯烃色母粒的组成主要为：颜料、分散剂、载体三局部。,1 颜料,聚烯烃着色母粒所用国产颜染料如下：,有机颜料：酞菁红、耐晒大红#$、塑料红、偶氮红、大分子红、大分子黄、永固黄、酞菁蓝、酞菁绿、永固紫等。,无机颜料：镉红、镉黄、氧化铁红、氧化铁黄、钛白、炭黑。,对于聚丙烯纤维用颜料由于纺丝温度过高，某些颜料耐温不够，需要认真考虑加工方面的要求。,色母料组成介绍,2024/11/15,24,2 分散剂,分散剂主要作用是将颜料分散成微小、稳定和能均匀分布在塑料中确实定粒径颗粒，并在加工过程中不再分散。同时它与树脂的相容性良好，不影响产品质量。分散剂的熔点应较树脂低，并和颜料有较好的亲和力。,聚烯烃用分散剂为：聚乙烯低分子蜡、氧化聚乙烯、硬脂酸盐等等。,3载体,载体是色母粒的基体，并可使色母