填料的特殊改性性能

之所以稱(chēng)為填料的特殊改性性能,是因為有的填料有、有的填料沒(méi)有這些改性功能,對同一種填料不同條件下可能有、可能沒(méi)有改性功能。

①提高復合材料拉伸和沖擊性能:無(wú)機粉體并不能總是提高復合材料拉伸和沖擊性能,只有在達到特殊條件才可以提高,而且提高幅度也并不大。無(wú)機填料達到一定細度后,填料表面包覆處理得好、復合體系中添加相容劑后,可以改善復合材料拉伸強度和沖擊強度。不同填料品種的改善效果不同,對沖擊強度玻璃微珠>硫酸鋇>輕質(zhì)碳酸鈣>重質(zhì)碳酸鈣>滑石粉,對拉伸強度硅灰石>滑石粉>重質(zhì)碳酸鈣>輕質(zhì)碳酸鈣。

②改善復合材料的流動(dòng)性:絕大多數無(wú)機粉體都可以提高復合材料的流動(dòng)性,但滑石粉卻降低復合材料的流動(dòng)性。具體舉例見(jiàn)表3-1所示,復合材料熔體流動(dòng)指數(g/10min)隨滑石粉含量增加而略有下降。

③改進(jìn)復合材料光學(xué)性能:無(wú)機粉體可以提高復合材料的遮蓋性、消光性和散光性,如鈦白粉就是典型的遮蓋力最強的無(wú)機顏料。

④提升復合材料燃燒環(huán)保性能:一是無(wú)機粉體材料可以使復合材料燃燒透徹,原因為燃燒時(shí)會(huì )產(chǎn)生裂縫,增加氧氣接觸面積;二是無(wú)機粉體在復合材料燃燒時(shí)可以吸收部分毒氣體,降低毒氣排放量;三是無(wú)機粉體提高了復合材料的熱傳導性能,使燃燒更加迅速,縮短燃燒時(shí)間。

⑤促進(jìn)復合材料的阻燃性:并不是所有的無(wú)機粉體對阻燃都有所幫助,只有含硅元素的無(wú)機粉體有助于阻燃性提高,可以作為阻燃協(xié)效劑。具體原因在含硅材料燃燒時(shí)可以在燃燒物表面形成阻隔層,減少氧氣接觸材料表面的概率,具體含硅填料品種如滑石粉、硅灰石、云母、硅藻土、分子篩、白炭黑等。而碳酸鈣、硫酸鋇等非含硅無(wú)機粉體反而影響阻燃性發(fā)揮,原因為含有碳酸鈣的復合材料在燃燒時(shí)會(huì )因樹(shù)脂膨脹而產(chǎn)生縫隙,從而增加復合材料接觸氧氣的機會(huì )。例如,含有30%碳酸鈣的聚乙烯復合薄膜燃燒時(shí)間為4s,而純聚乙烯薄膜的燃燒時(shí)間為12s,兩種相差3倍之多。

⑥優(yōu)化復合材料的其他性能:成核劑作用,當滑石粉的粒度小于1um時(shí),在PP中可以起到無(wú)機成核劑的作用。阻隔紅外線(xiàn)作用,本身含有硅的無(wú)機粉體如滑石粉、高嶺土、云母都具有良好的紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)阻隔性能。透過(guò)X射線(xiàn)功能只有硫酸鋇具有,可以用于醫學(xué)上鋇透視的顯影劑。表面性能提高,可以改善復合材料的電鍍性、開(kāi)口性和印刷性能。熱傳導性能,可以提高復合材料的導熱系數。