填充剂的选择原则及注意事项

塑料的用途不同，所选用的填充剂也不一样，在选用填充剂时除了要满足本身化学性质稳定；对耐水性、耐化学药品性、耐候性、耐热性等无妨碍；不降低塑料制品的物理性能；填充量大，密度小；价廉易得等基本要求外，还应注意以下几点。

1.填充剂的吸油性和吸树脂性

填充剂的吸油性是指填充剂本身对配方组成中的液体助剂（如增塑剂等）的吸收性，其大小由吸油量来决定，吸油量定义为100g填充剂吸收液体助剂的最大体积数（mL）。填充剂的吸油性主要影响配方体系中液体助剂的加入量，吸油性越大，相应地应加大液体助剂的加入量，以弥补被填料吸收而不能发挥作用的液体助剂。

填充剂的吸树脂性是指填充剂对液态树脂（如不饱和聚酯等）的吸收性，其大小用100g填充剂吸收树脂的最大体积（mL）来表示。填充剂的吸树脂性大小依赖于填充剂的性质、粒度、形状、有无吸附性及表面处理情况等。

由于填充剂具有吸油性和吸树脂性，在选择填充剂时应注意以下两点：

1）配方体系中含有液体助剂时，要选用吸油性小的填料。

2）配方体系中含有液体树脂时，要选用吸树脂性小的填料。

常用填充剂的吸油量和吸树脂性分别见表2-23和表2-24。

表2-23 主要填充剂的吸油量

表2-24 主要填充剂的吸树脂性

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2.填充剂的形状

填充剂的形状一般可分为球状、粒状、片状、纤维状、柱状及中空微球等六种。除球状及中空微球两种外，其他形状都表现出各向异性，这些各向异性的填充剂纵横比越大，越有利于力学性能及热性能的提高。

纤维状、柱状、片状等纵横比大的填充剂对力学性能提高有利，因此有时也称为增强剂，但这类填料对成型加工不利。

球状、粒状等纵横比小的填料对成型加工有利，但对材料的力学性能不利。

3.填充剂的粒度(www.xing528.com)

填充剂的粒度对填充复合材料的性能影响很大，粒度越小，对材料的拉伸强度、冲击强度、光的散射、透光性及流变学行为都有正面影响。尤其是对拉伸强度和冲击强度，当填充剂的粒度较大时，两者都下降；当粒度小到一定值时，两者都上升，但随着填充量增大达到一个极限值后，即开始下降；极限值的大小，即最高填充量与粒度有关，粒度越小，极限值越高。

超细填料为材料的改性提供了一个十分有效的方法，它可以同时提高材料的刚性与韧性。目前常规填充剂的粒度为0.1～15μm，对于超细填料，如纳米级材料，其粒度可达10nm左右。

4.填充剂的改性功能

填充剂在降低复合材料成本的同时，还可以提高其刚性及耐热性，有些填充剂还可以赋予材料一些特殊的性能，因此，在具体选择填充剂时，除了考虑成本外，还要考虑其改性功能。常用填充剂的改性性能参见表2-25。

表2-25 常用填充剂的改性性能

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5.填充剂与其他助剂的关系

填充复合体系中有许多不同助剂时，要注意填充剂不能影响其他助剂作用的发挥。例如填充剂往往影响固化剂固化作用的发挥。因为填充剂能吸附固化剂和促进剂，因此含有填充剂的固化体系，固化剂的加入量应适当增加。此外还有PVC配方中含有填充剂时，增塑剂的加入量要适当增大。

6.填充剂与树脂的关系

1）填充剂的加入降低了树脂的加工流动性，增加了熔料之间、熔料与机筒或螺杆之间的摩擦，因此要加入润滑剂或加大原有润滑剂使用量。但有些填充剂，如滑石粉、石墨等本身具有润滑性，可不加或少加润滑剂。

2）填充剂的加入提高了树脂的加工温度，往往降低了树脂的热稳定性，因此要加入热稳定剂或加大原有热稳定剂的用量。

3）填充剂的加入大都降低了制品的表面光泽，为保证制品表面光亮，常加入一些可以提高光泽的物质，如白油等。

4）填充剂的加入会影响树脂的加工性能，可以加入3%～5%的加工助剂加以改善。

7.填充剂之间的协同作用

不同填充剂之间复合加入填充体系，比各自等量单独加入效果好。例如，CaCO₃和滑石粉协同加入，在加入量10%～45%范围内，两者具有协同作用。