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改性塑料填充料!碳酸钙增韧,滑石粉增强,硫酸钡增光!

2021-10-21
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大部分通用改性塑料由基材、助剂、填料三部分组成。填料是除基材外最大的组成成分,所以填料的选择对于塑料的性能至关重要。
一、作用
填料在塑料中的作用主要是以下几方面:

     ①能有效地调节树脂粘度,提高材料加工性能;

     ②能改变材料的性能,满足不同制件的要求,如提高耐磨性、改善导电性、导热性,提高材料冲击强度及压缩强度等;

     ③起骨架支撑作用,降低成型制件的收缩率,提高制件的尺寸稳定性;

     ④提高制件表面光洁度、平滑性等,同时提高颜料的着色效果,改善了制件的外观;

     ⑤某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性,扩大材料的应用范围;

     ⑥与其它助剂起到协效作用,如阻燃剂、成核剂等;

     ⑦起到增容作用,降低材料成本,提高产品在市场上的竞争力。


二、特点
      根据《塑料期刊》数据,中国改性塑料产量从2009年的570万吨增加至2016年的1000多万吨,改性化率由2004年的8%增长到2016年的19%,年复合增速超过23%。但国内“塑钢比”系数为3/7,仍然较低,而世界平均水平为1。同时国内低端产品产能过剩,竞争激烈,中高档产品依赖进口,未来我国改性塑料产业成长空间较大。

      改性塑料常用填充材料主要有:滑石粉、碳酸钙、重晶石粉、玻璃纤维、高岭土、云母粉、硅灰石粉等,这些填料各自有不同的组成结构、化学性能,但都有共同的特点,这些特点是作为塑料填料所必须的:

     1. 化学性质稳定,相对纯度高,杂质含量低(如含铁等易加热变黄的杂质);

     2. 与树脂相容性较好,粒度适中,容易分散和混合;
  
     3. 不对塑料制品的理化性能指标产生严重影响;

     4. 吸油值相对较低,对加工性无大影响;

     5. 与树脂相比有相对便宜的价格。

      使用不同的填料会倾向于不同的效果。有句话形容三个用量最大的填料:碳酸钙增韧、滑石粉增强、硫酸钡增光。这句话很笼统,却巧妙地点出了它们各自的特点。

滑石粉
      滑石粉也叫含水硅酸镁,由滑石矿直接粉碎而成。滑石具有润滑性、抗黏,熔点高、耐火性、绝缘性好,化学性不活泼,可提高塑料的耐腐蚀性能,莫氏硬度小(莫氏硬度仅1)不易磨损加工设备,光泽度、保色性好,且具有一定的遮盖性。

      滑石粉填充于塑料中,可降低成品制件收缩率,提高材料尺寸稳定性,同时提高材料弯曲模量,是性价比最好的增强材料;缺点是添加滑石粉会使材料断裂伸长率大大降低。

碳酸钙
      碳酸钙是塑料工业使用数量最大,应用面最广的无机填料,它还被广泛应用于涂料工业、造纸工业等,其用量约占无机矿物填料总量的27%。

      塑料中使用的重质碳酸钙多用大理石和方解石作为原料,重钙粉是最便宜的无机粉体填料,与大部分树脂有较好的相容性,可加入较大填充量且不影响制件外观光洁度;白度高,可灵活配制生产各种颜色制件,不足之处是着色的塑料制件色泽不够鲜艳。
硫酸钡
     硫酸钡可分为天然硫酸钡(重晶石粉)和沉淀硫酸钡,外观是致密的白色粉末,密度为4.3-4.5g/cm3,其吸油量低,密度大,具有很好的填充性能,有利于光泽并有很好的保光性,极高的化学惰性,耐酸、耐碱、耐光,它在高光制件、高腐蚀的环境中有很大价值。沉淀硫酸钡相对重晶石粉其粒径更小、价格更高,且易沉降,是高光半光材料的重要填料。

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