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第9章 其他助剂;大纲;一、填充剂 填充剂又称填料，其加入聚合物材料中的主要目的是增加容量，降低成本，但是在满足这些基本条件的同时，填充剂还能起一定程度的改性作用，如补强作用等。 ;（一）填充剂的分类 填充剂的品种繁多，分类方法不一。如按化学组成分类，可分为无机填料和有机填料两类；如按原料不同则可分为矿物性填料、植物性填料和合成填料三类；如按外观形状的差别则可分为粒状、薄片状、纤维状、树脂状、中空微球、织物状等类别，但是较为通用的分类方法还是按其在加工中所起的作用不同而区分的，这就是通常所说的补强性填充剂和增量性填充剂两大类。前者的作用在于提高制品的物理力学性能，后者可增加制品的体积、降低其成本，有时这两类填充剂的作用是不能截然分开的，一些填充剂既有补强作用，又有增量作用，两者兼备。在分类时常常以起主导作用的方面为依据。;（二）填充剂对聚合物材料性能的影响 对于聚合物材料来说，加入填充剂的重要作用就是增量致廉，另外．填充剂都是成型化合物，在聚合物材料的加工过程中，性能不会改变。因此填充剂自身的各种性能会带进聚合物中，影响聚合物的性质，例如在加入材料前后，填充剂的体积固定，能降低材料的固化收缩，减少内应力。加入无机填料常可以增大材料的导热性，降低线膨胀系数，改善材料的耐有机溶剂性(耐油性)和耐磨性。有些具有针对性目的的填充剂加入到材料中去，能赋予材料一些独特的性质，如加水合氧化铝可改善电绝缘性与阻燃性，加入金属粉可增加导电性，加入某些填料还可以起阻燃作用等。;1. 填充剂性质对橡胶的影响 粒子大小对于近球粒子来说可以用直径表示，对于形状因素大的粒子则难以表示大小了。一般来说，填充剂粒子越细，对橡胶的拉伸强度、抗撕裂强度、耐磨损性等力学强度的作用越大，但是分散浸润则变得困难，增大配合时的能供。对于混炼胶或胶改剂来说，粒子越细，粘接强度越高。粒子状填充剂的形状对橡胶的性能影响很大．粒子形状对混炼胶的流变性质、硫化胶的硬度、弹性、拉伸强度、永久变形、生热等性能有影响。异向性填充剂有减小混炼胶或硫化胶收缩的特点，反之，硫化胶的生热和永久变形较大。粒子表面性质取决于其化学组成、结晶状况、表面致密程度及是否吸附有杂质等。这些性质对橡胶的浸润性、分散性、硫化性、补强性及耐老化性等都有很大的影响。对子表面活性不大的填充剂粒子，可使用适当的有机或无机物质进行表面处理，使其活化，以提高补强效果。;2. 填充剂性质对塑料的影响 填充剂粒子大小对塑料性能有很大的影响，一般来说粒子越细分散越难，加工越难，但却有利于塑料的综合机械性能。粒径大小的选择因塑料种类、加工方法不同而定，一般在0.1~5um范围内。特殊情况下可使用0.1um以下的品种，但需表面处理以增大分散性。在要求不高的场合可使用5~15um的，数十微米以上的一般不用。纤维、薄片状填充剂加到塑料中时，加工性能不太好而力学强度则很高。与此相反使用球状填充剂易加工而力学性能不高。填充剂的形状对塑料的热性能、电性能及耐药品性能影响不大，因为这些性能与填充剂化学组成有关，但对高温力学性能有影响。 ;填充剂虽然一般不溶于水，但是将填充剂粉末悬浮在水中，或悬浮沉淀后取清液都可测定一个相对的pH值，pH值太大或太小都不利于塑料的热稳定性、耐老化性能等。填充剂的含水量一般指在105℃下2h所蒸发的水量。水分多，粒子分散困难，而使制品起泡及电性能下降等。 填充剂粒子的大小、形状对假比容影响很大，但一般在1~2ml/g。假比容特别大的硅藻土(7.1ml/g)，滑石粉(2.8ml/g)，白炭黑(4.2ml/g)等飞散性也大。假比容还与吸油量(亚麻籽油)、DOP吸收量、聚酯树脂吸收量有关，一般来说，假比容大的填充剂吸收量也大。填充剂对DOP和聚酯树脂的吸收量与增强效果成正比。要想加入尽可能多的填充剂，显然应选择假比容小的品种。;（三）填充剂的应用 1. 加工对填充剂的要求 不同填充剂使用范围不同，加工时对填充剂的要求也不同，一般可归纳以下几点。 （1）化学稳定性好。填充剂的化学稳定性直接关系到塑料的化学稳定性，例如力学性能差的填料将使塑料的力学性能更差，加工条件下易分解的填充剂会使塑料产生气泡。作为填充剂至少要求不影响聚合物原有的基本物理力学性质。 （2）不影响聚合物的加工性能。填充剂在聚合物中分散难易．加了填充剂的混炼胶的黏性大小均会影响聚合物材料的加工性能、加工性不好的填充剂即使成本低也会提高塑料的成本。;（3）能与聚合物材料良好亲和。两者的亲和性好，则结合力大，二者联成一体，有利子补强或较小影响聚合物材料的其他性能。对于亲和性小的填充剂要预先进行表面处理以改善表面活性。 （4）不影响其他添加剂的分散。 （5）吸油与吸树脂量不宜过大。吸油量太高则会从树脂中吸取添加剂如增塑剂使树脂性能劣化。 ;2.