【塑料干货】塑料填充改性知多少

在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料的过程称为填充改性。是在塑料基体(母体)中加入模量高得多的非纤维类的材料(一般为微粒状)。

通常认为填充改性是为了降低成本而进行的，实际上很多塑料制品如果没有填充助剂的加入，很难得到符合满意的应用效果。

下面就详细地列举一下填充改性的目的和效果：(1)改善力学性能。主要增加材料的模量，提高热变形温度和尺寸稳定性。(2)改善一些加工性能，突出的是减小成型收缩率。(3)降低成本，以质量计，降低成本，以体积计，填充少量(20份以下时)降低成本作用并不明显，因填料的加入使制品密度增大。

通常把与塑料基体间界面相互作用小，力学性能改进效果小的添加材料称为填充材料(简称填料)或填充剂。填料可分为无机填料和有机填料两大类。

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无机填料

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有机填料

填料性质主要指其组成、相对密度、粒径大小、粒子形状、颜色及特点(如刚性、着色性、导电性、导热性、尺寸稳定性、介电性、电绝缘性、耐化学药品性和耐水性、润滑性、耐热性、填充性等)。

填料特性包括填料的几何特征和表面物理化学特性。

粒度：过筛目数——孔数，粒度分布：各个不同筛间的分布，用粒度分布仪测定。

物化特征：表面物理、化学性能，填料与填料表面粘附能力。

有时表面具有成健能力会形成共价键，但一般情况下为范德瓦耳斯力(分子间作用力)，主要是极性吸附。

可用广义的酸碱理论(路易斯来分类进行估计。

(1)填料形状

填料的形状对填充复合物性能影响较大，薄片状、纤维状对复合物的力学性能有利，但不利于成型加工。圆球状则相反。

(2)粒径

粒径大小及粒径分布对填充复合物性能影响很大，粒径越小，拉伸强度越大。

(3)填料的表面

表面物理结构。非晶填料——表面凸凹少，基本属于光滑表面，如玻璃;结晶填料——由于存在熔点，在冷却时表面发生急剧变化，表面形成许多凸凹不平;表面物理结构特性：比表面积、微孔分布、各种物质吸附量。

表面化学结构。表面化学结构与内部不同，尤其是表面官能团的存在会与空气中的氧气或水反应，与内部性质差别较大。

表面处理。亲水表面→疏水表面(疏水化)，可采用物理方法或化学方法等进行处理。机械研磨法，碱腐蚀法，涂覆法，表面化学反应法，如采用脂肪酸及其盐或酯、脂肪酰胺等对碳酸钙进行涂覆。

二氧化钛。紫外光照射，将四价Ti离子变为三价Ti离子，有机物改性。

硅烷偶联剂处理。 炭黑：表面富化学活性，可采用化学试剂处理，如用硝酸、双氧水、O3等氧化剂处理，产生—CO—、—OH—、—COOH，或用苯乙烯等在其表面进行自由基引发接枝取答案。

其它方法，如微胶囊化处理：比较重的方法是偶联剂处理法。