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常见增强刚性粒子黎明职业大学高分子材料加工技术专业《高分子材料配方技术》

课程导入”采用不同种类的无机粒子填充聚合物的效果不同，这是由于不同粒子的官能团种类、数目以及表层厚度不同”CaCO3、SiO2、Al2O3、SiC、Si3N4等无机刚性纳米粒子和蒙脱土、云母、滑石、高岭土等层状硅酸盐黏土常被用作制备聚合物/纳米复合材料的填料，以改善聚合物材料的强度、韧性、耐磨性等”用刚性纳米粒子对聚合物增强，是改善其力学性能的一种可行方法

参考资料”薛茹君，吴玉程《无机纳米材料的表面修饰改性与物性研究》桑永《塑料材料与配方》

常见的刚性粒子填料01碳酸钙碳酸钙是目前塑料工业中应用最为广泛的无机粉状填充剂，具有价格低廉、来源广泛、无毒无味、色泽白、易着色、硬度低、易干燥、化学稳定性好等优点碳酸钙一般可分为四类：重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性碳酸钙和纳米碳酸钙纳米碳酸钙将在模块4讨论

常见的刚性粒子填料01碳酸钙重质碳酸钙重质碳酸钙，简称重钙粒子形状不规则，表面粗糙，粒径较大且分布较宽。平均粒径一般为1~10μm，根据粒径大小分为多个级别,重质碳酸钙相对密度为2.71，折射率为1.65，吸油量为5%~25%由于重钙价格低廉，化学纯度高、惰性大、热稳定性好在400℃以下不分解、粉末白度高可达90以上、吸油率低、磨耗值小、易分散等众多优点，已成为塑料工业中应用最广泛的填料

常见的刚性粒子填料01碳酸钙轻质碳酸钙轻质碳酸钙，简称轻钙轻质碳酸钙多呈纺锤形棒状或针状，粒径范围0.1~3μm，根据粒径大小分为多个级别轻质碳酸钙相对密度2.65，折射率为1.65，颗粒比表面积大，吸油量为20%~65%由于轻质碳酸钙的色泽好、粒径细小且分布均匀，具有较好的表面特性、流变性能、触变性能等等，广泛应用于塑料、橡胶和造纸等行业

常见的刚性粒子填料吸油量许多填料与增塑剂或其他助剂并用时，填料对增塑剂或其他助剂都有一定的吸收值填料的吸油值定义为100g填料吸收液体助剂的最大体积（mL）

常见的刚性粒子填料吸油量填料的吸油性主要影响配方体系中液体助剂的添加量，填料的吸油性较大时，应加大液体助剂的添加量，以弥补被填料吸收而不能发挥作用的液体助剂如果增塑剂或助剂被填料所吸收，就会大大降低增塑剂或助剂对树脂的功能效果

常见的刚性粒子填料吸油量在PVC加工配方中，必须考虑填料吸收增塑剂而引起的增塑剂损耗，增塑剂的添加量应为PVC树脂需要增塑剂用量与填料吸收增塑剂用量两部分之和例如轻质碳酸钙吸油值比重质碳酸钙高，使用重质碳酸钙作为PVC人造革的填料时，达到同样的增塑效果情况下可减少增塑剂的用量，降低制品的生产成本

常见的刚性粒子填料01碳酸钙活性碳酸钙活性碳酸钙，又称改性碳酸钙、表面处理碳酸钙是一种白色细腻状软质粉末，相对密度约为1.99~2.01活性碳酸钙是采用表面处理剂或复合型高效加工助剂，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，表面形成一种特殊的包覆结构，能显著改善在聚烯烃等高聚物基休中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面作用，大大改善了填料对材料韧性的不良影响活性碳酸钙具有白度高、流动性好、光泽度好、分散均匀、填充最大等特点，可使制品具有一定的强度与光滑的外观

常见的刚性粒子填料02硫酸钡硫酸钡为白色无臭无味重质粉末，相对密度为4.25~4.5，粒径范围0.2~0.5μm，折射率为1.70，pH值为6.5~7.0，不溶于水和酸硫酸钡有天然矿石经过粉碎制得的重晶石粉和经化学反应制得的沉淀硫酸钡两类。作为塑料填料使用的硫酸钡大多为后者。硫酸钡在塑料中还起着色作用，提高制品的耐药品性，增加密度，减少制品的X射线透过率

常见的刚性粒子填料03炭黑炭黑是在控制条件下不完全燃烧烃类化合物生成的物质，品种较多，一般按制法来分，有槽法炭黑、炉法炭黑和热裂法炭黑等炭黑的细度影响着制品的性能。在塑料中，炭黑的颗粒越细，黑度越高，紫外线屏蔽作用越强，耐老化性能越好，制品的表面电阻率越低，但在某种程度上分散较为困难填料用炭黑，可以使用较大粒径的炉法炭黑，一般为25~75μm；着色剂用炭黑，一般可选用色素炭黑。炭黑在聚合物尤其是橡胶中兼有增强作用，因此在一定意义上可以说炭黑是一种增强材料

常见的刚性粒子填料04白炭黑白炭黑即二氧化硅、微粒硅胶或胶体二氧化硅等，也是塑料工业中广泛使用的增强性填料白炭黑的增强效果仅次于炭黑，成型加工性良好，尤其适用于白色或浅色制品用白炭黑制成涂料，涂于人造革表面，可产生消光作用，此外，白炭黑在UP、PVC增塑糊、EP等聚合物溶液中有增黏作用

常见的刚性粒子填料其他陶土陶土，Al2O3●SiO2●nH2O又名高岭土、白土、黏上、瓷土，主要化学组成是水合硅酸铝，是由岩石中的火成岩、水成岩等母岩经自然风化分解而成用于塑