主要作用
增量、增强和赋予功能
(1)增量
添加廉价的无机矿物填料以降品的成本,例如,在塑料、橡胶、胶黏剂等中填充碳酸钙(包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙)以降低有机树脂或高聚物的用量;在纸张中填充碳酸钙、滑石粉以减少纸浆或纸纤维的用量。这种无机矿物填料也被称为增量填充剂。
(2)增强
提高高聚物基复合材料,如塑料、橡胶、胶黏剂等的力学性能(包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等)。无机矿物填料的增强主要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状。粒径小于5um的超细无机矿物填料和硅灰石、透辉石、透闪石、石棉等针状无机矿物填料及云母、滑石、高岭土、石墨等片状无机矿物填料具有一定和不同程度的增强或补强功能。一般来说,各种填料的增强效果顺序为:纤维填料>片状填料>球状填料。反之,各种填料在基料中的流动性顺序大致为:球状填料>片状填料>纤维填料。
(3)赋予功能
无机矿物填料可赋予填充材料某些功能,如塑料和橡胶制品的尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、绝缘性或导电性、隔热或导热性、隔声性、抗菌性等;涂料的耐湿擦洗性、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、遮盖力、净化空气、调湿性等;纸品的优良吸墨性和印刷性等。此时,无机矿物填料的化学组成、晶体结构、光热、电、磁等性质以及比表面积和颗粒形状起重要的作用。 [1]
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陶瓷波纹填料是一种新型规整填料,它是由许多具有相同几何形状的填料单元体组成。由于陶瓷特的结构,具有良好的亲水性能,其表面可形成极薄的液膜的湍动及气流的倾斜曲折通道能促进气流但又不阻挡气流使陶瓷填料能与金属填料相匹敌,而其耐腐蚀、耐高温性能金属填料却无法相比。表面结构有良好的湿润性能,能使液体加快流动、使填料滞液量降至低。从而降低了过热、聚合和结焦的机会。
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填料的作用机理
填料作为添加剂,主要是通过它占据体积发挥作用,由于填料的存在,基体材料的分子链就不能再占据原来的全部空间,使得相连的链段在某种程度上被固定化,并可能引起基体聚合物的取向。由于填料的尺寸稳定性,在填充的聚合物中,聚合物界面区域内的分子链运动受到限制,而使玻璃化温度上升,热变形温度提高,收缩率降低,弹性模量、硬度、刚度、冲击强度提高。
填料的作用
①降低成型制件的收缩率,提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等;
②树脂粘度有效的调节剂;
③可满足不同性能要求,提高耐磨性、改善导电性及导热性等,大多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度,但不能提高拉伸强度;
④可提高颜料的着色效果;
⑤某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性;
⑥有增容作用,可降低成本,提高产品在市场上的竞争能力
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X型具有较小的压降,而Y型则具有更好的传质性能。为了兼顾压降和传质性能,可在板上开孔。由于规整填料无明显的放大效应,其表面粗糙度过材质具的抗腐蚀特性,在石油化工的蒸馏、汽提、吸收、抽提等传质过程中。
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