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在高分子化工產(chǎn)業(yè)中，填料（填充劑）是用量最大的添加劑，幾乎所有的塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、天然橡膠和涂料都使用大量填料。在塑料改性中使用礦物填料作為填充劑和改性劑，不僅可以顯著降低塑料制品的原料成本，而且可以有效地改善塑料的性能。

例如，制造塑料時加入木粉、陶土或碳酸鈣等，不僅能改善制品力學(xué)性能，增加硬度，而且還可降低成本；用石墨、磁粉或云母作填料，可提高塑料的導(dǎo)電、通磁和耐熱性。在橡膠中加入炭黑或二氧化硅（白炭黑）可顯著提高制品的物性。在紡絲液中加入鈦白粉（二氧化鈦）可以遮光和染色。在涂料工業(yè)中常加入白色或帶色填料（如鈦白粉、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇等）以改善涂料的光學(xué)、物理和化學(xué)性能。

隨著新型改性填料、復(fù)合填料的出現(xiàn)，填料已被認(rèn)為是一種功能性添加劑，在改性塑料的生產(chǎn)過程中起到十分重要的作用。那么，填料在改性塑料生產(chǎn)過程中的作用主要有哪些呢？

據(jù)統(tǒng)計，塑料材料制品中原材料所占的費用占70%以上，因此在不影響或有利于塑料制品的性能時通過添加更加廉價的原輔材料，降低原材料的費用，會給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。

礦物填料的活性表面可與大分子鏈相結(jié)合，與基體形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，礦物交聯(lián)點會傳遞，分散應(yīng)力起到加固的作用。尤其是大長徑比的云母和硅灰石等能夠提高力學(xué)性能和耐熱性能。

如改變界面反應(yīng)性、化學(xué)活性、耐水性、耐候性、阻燃性、耐油性、滲透性等。

如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、隔音性以及對電磁波的吸收和對放射性的防護等，通常也被稱為功能性填料。

如可塑性、黏度、收縮性能、改性表明性能和加工性能等。

了解完填料在改性塑料中的作用之后，我們再來了解下粉體增強熱塑性聚合物復(fù)合材料的制備過程。通常包括原材料的預(yù)處理、計量與混合、熔融共混擠出、冷卻切粒等過程。

粉體材料的處理通常包括表面處理、烘干和稀釋等過程。在生產(chǎn)粉體增強熱塑性聚合物復(fù)合材料前必須對無機填料進行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼Ｈ缣妓徕}做填充劑時，在配料前應(yīng)進行活化處理，以改善其與基體聚合物之間的粘結(jié)性能。對有些含水量較高的填料和基體聚合物材料，還要進行適當(dāng)?shù)暮娓商幚怼?/span>

做過塑料改性的都知道，稱量在改性過程中尤為重要，稱量錯誤會直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，因此稱量過程必須準(zhǔn)確。另一個重要的就是預(yù)混合，混合的好壞將直接影響原料是否能均勻的進入雙螺桿擠出機，特別是那些密度相差較大、組分形狀差異較大的共混體系，保證物料混合均勻顯得尤為重要。

熔融共混擠出是所有熱塑性塑料改性的主要工序，目前常用的是雙螺桿擠出機。經(jīng)過雙螺桿的熔融共混后，能夠保證基體聚合物與各組分之間實現(xiàn)良好的分散性，從而得到更好的產(chǎn)品。擠出機的工藝問題主要包括溫度設(shè)置、擠出機的結(jié)構(gòu)、擠出速度等。

冷卻切粒屬于成型工藝，通常塑料改性后切出的粒子還需要通過注塑機成型以獲取相關(guān)的測試件或制品。

在實際生產(chǎn)中，聚丙烯/粉體復(fù)合增強技術(shù)都有哪些具體應(yīng)用呢？

1、滑石粉填充聚丙烯

滑石粉是填充聚丙烯用的最多的無機填料，在共聚和均聚PP樹脂中均可以使用。滑石粉的填充量一般為10%-40%。滑石粉填充聚丙烯材料具有較高的剛性，低熱膨脹系數(shù)，低吸收率，抗劃痕性好，抗化學(xué)腐蝕。經(jīng)表面化學(xué)處理的滑石粉填充聚丙烯可以改善抗沖擊性能，提高模量和熱變形溫度。

2、碳酸鈣填充聚丙烯

碳酸鈣也是聚丙烯中常用的無機填料，添加量一般為10%-40%。與滑石粉相比，碳酸鈣填充聚丙烯材料的沖擊強度更高，模量和拉伸強度較低。

3、云母增強聚丙烯

云母是一種層狀的無機填料，當(dāng)填充量相同時，云母增強聚丙烯比滑石粉或碳酸鈣填充的聚丙烯具有更高的剛性、模量和硬度。經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑處理，可以顯著的提高材料的拉伸強度。由于云母色深，所以云母作為無機填料只能應(yīng)用于顏色要求不高的聚丙烯中，最常見的時黑色制品。

4、高嶺土填充聚丙烯

適量的高嶺土經(jīng)過活化處理后與聚丙烯共混擠出，經(jīng)過雙軸拉伸可以得到白色不透明薄膜，染色性、印刷性好、水的滲透率低。

5、導(dǎo)電性聚丙烯填充

用導(dǎo)電性填料如石墨、炭黑或金屬粉末作為填料填充聚丙烯，可以得到導(dǎo)電性的聚丙烯復(fù)合材料。導(dǎo)電填料在聚丙烯中良好的分散性能時制備兼具良好導(dǎo)電性和力學(xué)性能復(fù)合材料的關(guān)鍵。

6、無鹵阻燃聚丙烯填充

阻燃劑中常見的氫氧化鎂和氫氧化鋁填充聚丙烯，可以制備無鹵阻燃的填充聚丙烯材料。這些阻燃材料在燃燒分解時不會排放有毒氣體。但由于這些阻燃劑填料在高填充時才能發(fā)揮阻燃作用，因此，應(yīng)當(dāng)采用合適的填料和樹脂基材的表面處理技術(shù)，如偶聯(lián)劑處理等以改善填料在基材中的分散和界面相容性，從而制備出阻燃性能和力學(xué)性能兼顧的無鹵阻燃聚丙烯材料。

隨著科技的發(fā)展，新型填充材料和新的填充劑改性技術(shù)不斷出現(xiàn)，塑料填料朝著標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化、納米化和有機化發(fā)展。我國是塑料生產(chǎn)和消費大國，無機填料資源豐富，應(yīng)該進一步發(fā)展新型填充劑和以非金屬礦物為填料的塑料新產(chǎn)品，開拓我國塑料發(fā)展新領(lǐng)域。可以預(yù)見，填充改性技術(shù)在塑料行業(yè)有著廣闊的市場前景。

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