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塑料改性中如何选择合适的无机填料?

2021-09-25
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       无机填料的选择应综合考虑制品的性能、成型工艺和成本等几方面因素。主要可以从无机填料的吸油值、颗粒度大小和分布、填充量、相对密度、触变性、填料价格等都会影响到填料的选择。
1、吸油值
      吸油值也称树脂吸附量,表示填充剂对树脂吸收量的一种指数。在实际应用中,大多数填料用吸油值这个指标来大致预測填料对树脂的需求量。颗粒相同的填料,带空隙的比不带空隙的填料颗粒吸油值要髙,所以油吸附量小的填料在树脂中的用量就可增加。吸油值对选择填料具有一定的指导意义,它直接影响到模塑料的成本和加工性能。填料吸油值大,有可能会"吃掉"几倍甚至几十倍于自身价格的树脂,这无形中提髙了物料的成本。
      吸油值上升,树脂的黏度随即上升,这会严重影响其对钎维的浸渍,甚至会改变模塑料的流变性能,使其成型工艺性能变差。所以,为提高填料在模塑料中的含量。所选择的填料以较低的吸油值为好。
     为了降低填料对树脂的吸湿性,提高填料的使用量,应该对填料进行表面处理。例如,滑石粉表面可涂一层硬脂酸、硬脂酸锌或偶联剂等。


2、颗粒粒径和粒度分布
       对于填料颗粒度的要求有两项:一是平均颗粒度粒径;二是颗粒粒径分布。—般平均颗粒度以5um左右为好,最大颗粒度不宜超20um,颗粒表面应光滑。超过20um的颗粒会给制品性能造成不良影响。
       填料的颗粒大小与吸油值有一定的关系。颗粒较大、平均颗粒为8um填料的总表面就较小,吸油值亦较低,易被树脂所浸润,可以有很高的加入量,如碳酸钙、二氧化硅和粗的滑石粉等。较细的填料、平均颗粒为5um或更小的填料有高表面积和吸油值,对给定填料量的树脂系统的黏度增加大,加入量必然少,如高岭土、细滑石粉、轻质碳酸钙等。


        图例中编号为137属于气流的粉体,编号185为立磨粉体,在粒径分布上,137的理解分布跨度窄,粒径分布均匀,立磨的粉体185的粒径分布宽,粉体的颗粒大小区间跨度宽。
       颗粒的粒径分布对填料应用也有重要的影响。如果填料颗粒尺寸分布较宽,那么较小颗粒可以嵌人中等大小颗粒中,而中等大小颗粒又能同样地嵌入较大颗粒中,从而使填料可以排列得比较紧密,这样只要最小量的树脂便可填满颗粒间的空隙。在颗粒间充以适量的树脂(不要太多,以免颗粒分开),在经济上是最划算的,同时还可获得最佳的力学性能。




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