《塑料配混技术》 项目4填充母料制备 单元4-2填料种类与特性 NDUSTR GUANGDONO 广东轻工职业技术学院高分子教研室
项目4 填充母料制备 单元4-2 填料种类与特性 《塑料配混技术》 广东轻工职业技术学院高分子教研室
、填料的性质 填料常为颗粒状，直接影响填充改性塑 料的性能 1.填料的化学组成 决定填料的基本性质：填料应在塑料成型加工与使用过程 中稳定，不损害树脂和其他助剂的性能，并能赋予填充塑 料所要求的功能性； 。 填料中的杂质可能与塑料中各组分发生反应，纯度有一定 的要求。 由于表面官能团不同，化学组成会影响填料的表面性质， 从而影响填充塑料的性能
一、填料的性质 • 决定填料的基本性质：填料应在塑料成型加工与使用过程 中稳定，不损害树脂和其他助剂的性能，并能赋予填充塑 料所要求的功能性； • 填料中的杂质可能与塑料中各组分发生反应，纯度有一定 的要求。 • 由于表面官能团不同，化学组成会影响填料的表面性质， 从而影响填充塑料的性能。 填料常为颗粒状，直接影响填充改性塑 料的性能 1.填料的化学组成
GDTC之底东鞋工状幸拉术常悦 2.填料的物理性质 ·包括填料的几何形状、粒径大小分布、表面性质、 密度、吸油值等。 (1)填料的几何形状 ·不十分规则，不同种填料的几何形状有球形（如 玻璃微珠)、不规则粒状（如重质碳酸钙)、片 状（如陶土、滑石粉、云母)、针状（如轻质碳 酸钙)以及柱状、棒状、纤维状等。 ·一般认为，球状、立方体状的填料可提高加工性， 但力学强度差，而鳞片状、纤维状填料的作用则 相反
2.填料的物理性质 • 包括填料的几何形状、粒径大小分布、表面性质、 密度、吸油值等。 （1）填料的几何形状 • 不十分规则，不同种填料的几何形状有球形（如 玻璃微珠）、不规则粒状（如重质碳酸钙）、片 状（如陶土、滑石粉、云母）、针状（如轻质碳 酸钙）以及柱状、棒状、纤维状等。 • 一般认为，球状、立方体状的填料可提高加工性， 但力学强度差，而鳞片状、纤维状填料的作用则 相反
GDTC之废东鞋工狱堂然术常院 (2)填料粒径大小与分布 在填料能分散均匀的前提下，填料粒径越 小，填充材料的力学性能越好 粒径越小，均匀分散越困难，需要更多助 剂和更好加工设备，颗粒越细所需要的加 工费用越高； 须根据使用需要选择适当粒径的填料 粒径分布会影响填料在填充体系中的分布， 粒径分布宽时，分布不均匀，从而影响填 充体系的性能
（2）填料粒径大小与分布 • 在填料能分散均匀的前提下，填料粒径越 小，填充材料的力学性能越好 • 粒径越小，均匀分散越困难，需要更多助 剂和更好加工设备，颗粒越细所需要的加 工费用越高； • 须根据使用需要选择适当粒径的填料 • 粒径分布会影响填料在填充体系中的分布， 粒径分布宽时，分布不均匀，从而影响填 充体系的性能
GDTC之废东鞋工秋常技术常悦 填料的粒径可用它的实际尺寸()来表示， 工业上用筛析法测定，以填料经不同筛孔尽寸筛 子的过筛率或筛余物比例表示，筛孔尺寸通常以 自数（筛网每英守长度上的筛孔数）表示。 筛网目数与粒径大小对照 20 80 100150200 325 400 625 1250250012500 目数 尺寸 833 175 147 104 74 43 38 20 10 /μm
• 填料的粒径可用它的实际尺寸（μm）来表示， • 工业上用筛析法测定，以填料经不同筛孔尺寸筛 子的过筛率或筛余物比例表示，筛孔尺寸通常以 目数（筛网每英寸长度上的筛孔数）表示。 目数 20 80 100 150 200 325 400 625 1250 2500 12500 尺寸 /μm 833 175 147 104 74 43 38 20 10 5 1 筛网目数与粒径大小对照
GDTC之底东鞋工状幸拉术常院 (3)表面形态与性质 填料粒子表面性质∝（化学组成、晶体结构、吸附物质、 表面毛细孔情况等) 比表面积：单位质量填料的表面积 >粒径越小，其比表面积越大 >同样体积的颗粒，其表面积与几何形状、表面的粗糙程 度有关 >填料的许多性能与比表面积有关，特别是在使用了表面 活性剂、分散剂、表面改性剂以及极性聚合物等可被其 吸附或发生化学反应时，比表面积的大小显得尤其重要
• 比表面积：单位质量填料的表面积 ➢ 粒径越小，其比表面积越大 ➢ 同样体积的颗粒，其表面积与几何形状、表面的粗糙程 度有关 ➢ 填料的许多性能与比表面积有关，特别是在使用了表面 活性剂、分散剂、表面改性剂以及极性聚合物等可被其 吸附或发生化学反应时，比表面积的大小显得尤其重要。 （3）表面形态与性质 填料粒子表面性质∝(化学组成、晶体结构、吸附物质、 表面毛细孔情况等)
GDTC之废东鞋工狱堂然术常院 ● 表面自由能：固体表面分子受到不平衡的分子间力的影响， 使表面积趋于极小，该分子间作用力即表面自由能，以每 单位长度的力或每单位表面积的能量表示 表面分子受力不平衡 内部分子受力平衡 表面与内部分子受力示意图 比表面积一定时，表面自由能越大，颗粒相互之间越容 易凝聚，越不易分散。在填料表面处理时，降低其表 面自由能是主要目标之一
• 表面自由能：固体表面分子受到不平衡的分子间力的影响， 使表面积趋于极小，该分子间作用力即表面自由能，以每 单位长度的力或每单位表面积的能量表示 比表面积一定时，表面自由能越大，颗粒相互之间越容 易凝聚，越不易分散。在填料表面处理时，降低其表 面自由能是主要目标之一
TC之鹰东鞋工就常然术常院 (4)密度 ·真实密度与表观密度 ·一般填料的真实密度与它所来源的物质一致，空 心微球的密度较低，当填料颗粒均匀分散到基体 树脂中时，影响填充材料密度是真实密度。 ·表观密度是填料在颗粒状态下堆砌在一起时表现 出的密度。 。 颗粒在堆砌时相互间有空隙，不同形状的颗粒粒 径大小及分布不同，同种化学组成的填料表观密 度会不相同； ·在原料的储存、输送和混合时，需考虑填料的表 观密度
（4）密度 • 真实密度与表观密度 • 一般填料的真实密度与它所来源的物质一致，空 心微球的密度较低，当填料颗粒均匀分散到基体 树脂中时，影响填充材料密度是真实密度。 • 表观密度是填料在颗粒状态下堆砌在一起时表现 出的密度。 • 颗粒在堆砌时相互间有空隙，不同形状的颗粒粒 径大小及分布不同，同种化学组成的填料表观密 度会不相同； • 在原料的储存、输送和混合时，需考虑填料的表 观密度
GDTC之底东鞋工状幸拉术常悦 (5)吸油值与吸树脂值 ·在填料与增塑剂并用时，增塑剂常为填料 所吸附，通常把100g填料吸收液体助剂的 最大量定义为该填料的吸油值。 ·为了保持塑料材料的柔软性和伸长率等， 添加了填料的体系比不添加的体系要增加 些增塑剂的用量。 ·吸树脂量：100g填料吸收液体树脂的毫升 数
（5）吸油值与吸树脂值 • 在填料与增塑剂并用时，增塑剂常为填料 所吸附，通常把100g填料吸收液体助剂的 最大量定义为该填料的吸油值。 • 为了保持塑料材料的柔软性和伸长率等， 添加了填料的体系比不添加的体系要增加 一些增塑剂的用量。 • 吸树脂量：100g填料吸收液体树脂的毫升 数
GDTC之废东鞋工狱堂然术常院 (6)硬度 硬度指物质表面抵抗某些外来机械作用，特别是 刻画作用的能力： ·通常采用莫式硬度来表示物质相对硬度。 ·硬度高的填料可以提高其填充聚合物制品的耐磨 性； ·但填料颗粒的硬度大，对塑料加工设备的磨损也 大，使用填料带来的效益不应被加工设备的磨损 抵消。 莫式硬度如何定义？
（6）硬度 • 硬度指物质表面抵抗某些外来机械作用，特别是 刻画作用的能力； • 通常采用莫式硬度来表示物质相对硬度。 • 硬度高的填料可以提高其填充聚合物制品的耐磨 性； • 但填料颗粒的硬度大，对塑料加工设备的磨损也 大，使用填料带来的效益不应被加工设备的磨损 抵消。 莫式硬度如何定义？