填料及表面处理.ppt
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1、 填料及其表面处理技术填料及其表面处理技术 PVC具有什么特性具有什么特性?本章本章 学习目的:学习目的:1、理理解解和和掌掌握握填填料料、填填充充剂剂和和增增强材料的概念强材料的概念;2、掌掌握握填填充充剂剂与与增增强强材材料料主主要要品品种的性能种的性能;3、熟熟悉悉偶偶联联剂剂和和填填料料表表面面处处理理的的相关知识。相关知识。第一节第一节 概述概述 1、填料、填料填料:是为了降低成本或改善性能等在塑中填料:是为了降低成本或改善性能等在塑中 所加入的惰性物质。所加入的惰性物质。无机类和有机类无机类和有机类矿物、植物和合成类矿物、植物和合成类颗粒状和纤维状颗粒状和纤维状填充剂和增强材料填充
2、剂和增强材料填料填料来源来源来源来源形状形状形状形状用途用途用途用途结构结构结构结构2、填充剂、填充剂填填充充剂剂:是是一一类类以以增增加加塑塑料料体体积积、降降低低制制品品成成 本为主要目的填料,常称为增量剂。本为主要目的填料,常称为增量剂。降低了塑料制品的生产成本;降低了塑料制品的生产成本;赋赋予予或或提提高高制制品品某某些些特特定定的的性性能能,如如尺尺寸寸稳稳定性、刚性、遮光性和电气绝缘性等。定性、刚性、遮光性和电气绝缘性等。填填充充剂剂经经表表面面处处理理后后不不但但容容易易与与树树脂脂混混合合提提高高了了加加工工性性能能,而而且且具具有有某某种种程程度度的的改改性性作作用用。3、增
3、强材料、增强材料增增强强材材料料:是是指指加加入入到到塑塑料料中中能能使使塑塑料料制制品品 的的力力学学性性能能显显著著提提高高的的填填料料,也也 称为增强剂。称为增强剂。一一般般为为纤纤维维状状物物质质或或其其织织物物,在在树树脂脂中中配配以以适适量量的的增增强强材材料料能能使使塑塑料料的的力力学学强强度度,如如冲冲击击强强度度、弹弹性性模模量量、刚刚性性等等成成倍倍提提高高;同同时时可可使使制制品品的的尺尺寸寸稳稳定定性性提提高高,收收缩缩率率降降低,热变形减少。低,热变形减少。从从未未来来的的发发展展趋趋势势看看,随随着着增增强强材材料料的的廉廉价价化化和和填填充充剂剂的的增增强强化化,
4、二二者者之之间间的的界界限限将会变得越来越模糊。将会变得越来越模糊。第二节第二节 填充剂填充剂一、填充剂的性质对树脂性能的影响一、填充剂的性质对树脂性能的影响1、颗粒的形状、颗粒的形状 薄薄片片状状、纤纤维维状状填填充充剂剂使使加加工工性性能能变变差差,但力学性能优良;但力学性能优良;无无定定形形粉粉状状、球球状状则则加加工工性性能能优优良良,力力学学性能比薄片状和纤维状差。性能比薄片状和纤维状差。2、颗粒的大小、颗粒的大小 填填充充剂剂颗颗粒粒一一般般以以0.110m粒粒径径为为好好。细细小小的的填填充充剂剂有有利利于于制制品品的的力力学学性性能能、尺尺寸寸稳定性以及制品的表面光泽和手感。稳
5、定性以及制品的表面光泽和手感。粒粒径径太太小小分分散散困困难难,若若加加工工设设备备分分散散能能力力不够则会影响产品质量。不够则会影响产品质量。实实际际生生产产中中选选用用什什么么粒粒径径的的填填充充剂剂,应应据据塑塑料料的的种种类类、加加工工设设备备分分散散能能力力不不同同而而定定,不能一概而论。不能一概而论。:3、颗粒的表面积、颗粒的表面积 填填料料的的许许多多效效能能与与其其表表面面积积有有关关。通通常常填填充充剂剂的的表表面面积积增增大大有有利利于于与与表表面面活活性性剂剂、分分散散剂剂、表表面面改改性性剂剂以以及及极极性性聚聚合合物物的的吸吸附附或或与与填填料料表表面面发发生生化化学
6、学反反应应。因而颗粒有越来越越来越小的发展趋势。因而颗粒有越来越越来越小的发展趋势。4、填充剂对设备磨损、填充剂对设备磨损 填填充充剂剂会会加加速速对对设设备备磨磨损损,同同时时使使熔熔体体粘粘度度升升高高,所所以以这这时时要要在在配配方方中中适适当当地地增增加加稳稳定定剂剂和和润润滑滑剂剂的的用用量。量。二、常用填充剂二、常用填充剂 1.无机填充剂无机填充剂 大大多多数数情情况况下下,无无机机填填充充剂剂是是没没有有增增强强作作用用的的矿矿物物性性填填料料。这这些些填填充充剂剂的的加加入入,往往往往会会在在一一定定程程度度上上使使复复合合材材料料的的力力学学强强度度降降低低,其其主主要要作作
7、用用是是降降低低成成本本,是是填填充充剂剂的的主主体体。这这类类填填充充剂剂品品种种繁繁多多,用用途途广广泛泛,也也有有少少数数此此类类填填充充剂剂在在适适当当用用量量范范围围内内具具有有一一定定的增强作用。的增强作用。(1)碳酸钙()碳酸钙(CaCO3)是是目目前前塑塑料料工工业业中中应应用用最最为为广广泛泛的的无无机机粉粉状状填填充充剂剂,一一般般可可分分为为三三类类:重重质质碳碳酸酸钙钙、轻轻质质碳碳酸酸钙钙和和活活性性碳碳酸酸钙钙(也也称称为为胶胶质质碳碳酸酸钙钙、改改性性碳碳酸酸钙钙、表表面面处处理理碳碳酸酸钙钙、白白艳艳华华,简简称称活钙)活钙)重重质质碳碳酸酸钙钙:由由石石灰灰石
8、石(主主要要成成分分是是方方解解石石)经经选选矿矿、粉粉碎碎或或湿湿法法研研磨磨、分分级级与与表表面面处处理理而而成成。粒粒子子形形状状不不规规则则,相相对对密密度度为为2.71,折折光光率为率为1.65,吸油量为,吸油量为5%25%。轻质碳酸钙:轻质碳酸钙:是是用用化化学学方方法法制制成成,多多呈呈纺纺锤锤形形棒棒状状或或针针状状,粒粒径径范范围围1.01.6m,相相对对密密度度2.65,折折光率为光率为1.65,吸油量为,吸油量为20%65%。石石灰灰石石煅煅烧烧石石灰灰熟熟石石灰灰消消化化石灰乳碳化石灰乳碳化固液分离固液分离干燥干燥包装包装:活性碳酸钙:活性碳酸钙:是是一一种种白白色色细
9、细腻腻状状软软质质粉粉末末,颗颗粒粒表表面面吸吸附附一一层层脂脂肪肪酸酸皂皂,使使其其具具有有胶胶体体活活化化性性能能,其其生生产产工工艺艺路路线线与与其其它它碳碳酸酸钙钙基基本本相相同同,只只是是增增加加了了一一道道表表面面处处理理工工序序。这这种种碳碳酸酸钙钙用用作作塑塑料料填填料料时时可可使使制制品品具具有有一一定定的的强强度度与与光光滑的外观。滑的外观。(2)炭黑)炭黑 炭炭黑黑是是在在控控制制条条件件下下不不完完全全燃燃烧烧烃烃类类化化合合物物而而生生成成的的物物质质,其其品品种种较较多多,一一般般按按制制法法来来分分,有有槽槽法法炭炭黑黑、炉炉法法炭炭黑黑和和热热裂裂法法炭炭黑黑等
10、。等。炭炭黑黑具具有有紫紫外外线线屏屏蔽蔽作作用用,耐耐老老化化性性能能越好,可降低制品的表面电阻率。越好,可降低制品的表面电阻率。作作为为填填料料用用炭炭黑黑,可可以以使使用用较较大大粒粒径径的的炉炉法法炭炭黑黑,一一般般为为2575m;作作为为着着色色剂剂作作用用,一一般般可可选选用用色色素素炭炭黑黑。炭炭黑黑在在聚聚合合物物(尤尤其其是是橡橡胶胶)中中兼兼有有增增强强作作用用,因因此此在在一一定定意意义义上也可以说炭黑是一种增强材料。上也可以说炭黑是一种增强材料。(3)白炭黑()白炭黑(SiO2nH2O)白白炭炭黑黑即即二二氧氧化化硅硅、微微粒粒硅硅胶胶或或胶胶体体二二氧氧化化硅硅等等。
11、这这也也是是塑塑料料工工业业中中广广泛泛使使用用的的增增强强性性填填料料,其其增增强强效效果果仅仅次次于于炭炭黑黑,并并且且成成型型加加工工性良好,尤其适用于白色或浅色制品。性良好,尤其适用于白色或浅色制品。用用白白炭炭黑黑制制成成涂涂料料,涂涂于于人人造造革革表表面面,可可产产生生消消光光作作用用;此此外外,白白炭炭黑黑在在UP、PVC增增塑糊、塑糊、EP等聚合物溶液中有增黏作用。等聚合物溶液中有增黏作用。(4)陶土()陶土(AI2O3SiO2nH2O)又名高岭土、白土、粘土、瓷土,主要又名高岭土、白土、粘土、瓷土,主要化学组成是水合硅酸铝,是由岩石中的火成化学组成是水合硅酸铝,是由岩石中的
12、火成岩、水成岩等母岩经自然风化分解而成。用岩、水成岩等母岩经自然风化分解而成。用于塑料的陶土多数是在于塑料的陶土多数是在450600经煅烧除经煅烧除去水分的品种,又称煅烧陶土。主要用于电去水分的品种,又称煅烧陶土。主要用于电线电缆。线电缆。(5)滑石粉(滑石粉(3MgO4SiO2H2O)主要成分为水合硅酸镁,由天然滑石主要成分为水合硅酸镁,由天然滑石粉碎精选而得。化学性质不活泼,粉体极粉碎精选而得。化学性质不活泼,粉体极软,有滑腻感。作为塑料用填料可提高制软,有滑腻感。作为塑料用填料可提高制品的刚性,改善尺寸稳定性,防止高温蠕品的刚性,改善尺寸稳定性,防止高温蠕变。与其它填充剂相比具有润滑性,
13、可减变。与其它填充剂相比具有润滑性,可减少对成型设备和模具的磨损。少对成型设备和模具的磨损。(6)云母粉)云母粉 是是由由天天然然云云母母粉粉碎碎而而得得,其其组组成成非非常常复复杂杂,是是铝铝、钾钾、钠钠、镁镁、铁铁等等金金属属的的硅硅酸酸盐化合物。盐化合物。塑塑料料中中常常用用的的云云母母粉粉有有白白云云母母和和金金云云母母两两种种,尤尤以以白白云云母母应应用用最最多多。作作为为塑塑料料填填充充剂剂,可可赋赋予予制制品品优优良良的的电电绝绝缘缘性性、抗抗冲冲击击性性、耐耐热热性性和和尺尺寸寸稳稳定定性性,并并可可提提高高其耐湿性和抗腐蚀性。其耐湿性和抗腐蚀性。2、有机填充剂、有机填充剂 有
14、机填充剂是指一些天然或合成的有机物有机填充剂是指一些天然或合成的有机物天然天然材料材料 木屑及植物的茎杆、果壳等木屑及植物的茎杆、果壳等物,其主要成分是纤维素和少物,其主要成分是纤维素和少量的木质素及其它化合物量的木质素及其它化合物 合成材料的边角废料、纺织合成材料的边角废料、纺织工业的合成纤维及其下脚料、交工业的合成纤维及其下脚料、交联塑料与热固性塑料的边角料等联塑料与热固性塑料的边角料等有有机机填填充充剂剂合成合成材料材料 一般说来,有机填充剂大多难以承受较高一般说来,有机填充剂大多难以承受较高的成型加工温度,在成型加工过程中,首先的成型加工温度,在成型加工过程中,首先是水分的蒸发,然后是
15、油、蜡及其它成分的是水分的蒸发,然后是油、蜡及其它成分的变化。所以,有机填充剂的作用仅限于成型变化。所以,有机填充剂的作用仅限于成型加工温度比较低的塑料,如加工温度比较低的塑料,如PE、PP、PVC、PS等塑料。等塑料。3、纳米填料纳米填料 所谓纳米填料是指粒子尺寸在所谓纳米填料是指粒子尺寸在1100nm之之间的粉状或层状填料,常用品种有间的粉状或层状填料,常用品种有Al2O3、Fe2O3、ZnO、TiO2、ZrO、SiO2、蒙脱土蒙脱土(即高岭土、粘土)等。(即高岭土、粘土)等。:用用纳纳米米填填料料填填充充的的树树脂脂,通通常常称称为为“纳纳米米填料填充塑料填料填充塑料”,可简称为,可简称
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- 填料 表面 处理
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