【科普】常用的无机填料种类和特性介绍
填料种类繁多,根据来源通常分为矿物性填料、植物性填料和工业填料,其中工业填料又可分为合成型和废渣型;根据外观形状可分为粉状、粒状、片状、 纤维状及中空微珠填料;根据其化学结构可分为无机填料和有机填料;根据填料在高聚物中的主要功能可分为增量性填料、增强性填料、导电性填料、着色性填料、阻燃性填料、耐热性填料、润滑性填料、磁性填料、隔声性填料及减振性填料等。
无机矿物类填料
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碳酸钙
碳酸钙(CaCO3)碳酸钙是目前最常用的粉状无机填料,其价格低廉,来源 丰富,无毒无味,白度可达到96%,可自由着色,且化学稳定性好,易干燥,故在许多塑料中得到广泛应用。
从填料角度碳酸钙可分为三类:
重质碳酸钙、轻质碳酸钙和活性碳酸钙。
重质碳酸钙,
简称重钙,由石灰石等经机械粉碎、筛选、分级、表面处理而制 得。按其粉碎方法又分为干式重质碳酸钙(商品名双飞粉)和湿式重质碳酸钙。
因为是机械粉碎,故形状无规则,粒子大小也不相同,平均粒径为1~ 10μm,其中3μm以下的占50%,密度2.7~2.9g /cm3,几乎不溶于水。近年来,由于粉碎(如气流粉碎)和分级技术的进步,可以制得更微细的产品,甚至制得0. 1μm超细重质碳酸钙。重质碳酸钙常用于 PVC 中,其作用是降低成本,改善尺寸稳定性,与黏土并用能改善弹性和热变形。
轻质碳酸钙,
简称轻钙,是用化学方法生产的碳酸钙,又称沉降碳酸钙。其粒子形状多为纺锤形、针形或柱形,粒径为1~10μm,其中3μm以下的占80%,密度2. 65g/cm3 。轻质碳酸钙常用于聚烯烃中,其作用与重质碳酸钙相同,增强效果好,耐酸性更好。
活性碳酸钙,
又称胶质碳酸钙、改性碳酸钙,日本将其称为白艳华,是采用表 面处理剂(硬脂酸,质量分数约3%)对轻质碳酸钙或重质碳酸钙粉体表面进行改性活化处理而成的。外观为白色、细腻、软质的粉末,密度为1. 99~2. 01g/cm3 活性碳酸钙填充的塑料制品,具有一定的强度和光滑的表面,且润滑性良好,容易加工。
碳酸钙按粒度分级规定为:
粒径1~5μm时,为微粒碳酸钙;粒径0. 1~ 1μm 时,为微细碳酸钙;粒径0. 02~0. 1μm时,为超细碳酸钙;粒径小于 0. 02μm时,为超微细碳酸钙。
目前生产超细级碳酸钙多采用连续喷雾碳化和喷雾干燥工艺(即双喷工艺), 这样可使碳酸钙表观团粒微细化,且粒子表面活化均匀。当粒径为0. 005~0. 02μm 时,其补强作用与白炭黑相当。
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滑石粉
滑石粉(3MgO·4SiO2·H2O)主要成分为水合硅酸镁,由天然滑石粉碎精选而得,是典型的鳞片状填料,化学性质不活泼,有滑腻感,密度2. 7~2. 8g/ cm3 。滑石粉是一种用量仅次于CaCO3的填料,作为塑料填料,可提高制品的硬度、阻燃性、耐酸碱性、电绝缘性、尺寸稳定性、耐蠕变性,并具有润滑性,....
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