Влияние обычных минералов на модификацию пластиковых наполнителей
Наполняющая модификация пластмасс относится к типу композитной технологии, при которой к смоле добавляются недорогие наполнители для снижения стоимости полимерных изделий. Его основной целью часто является снижение затрат. Но поскольку это модификация наполнения, то после наполнения также можно улучшить некоторые свойства.
В термопластах наполнитель может улучшить термостойкость, жесткость, твердость, стабильность размеров, сопротивление ползучести, износостойкость, огнестойкость, устранение дыма и разлагаемость композитных изделий, а также уменьшить скорость усадки при формовании для повышения точности продукции; в термореактивных пластмассах, помимо вышеупомянутых улучшений характеристик, некоторые смолы являются важными армирующими материалами при обработке, например, ненасыщенные смолы, фенольные смолы и аминосмолы, которые все должны быть наполнены и армированы.
Общие модификационные свойства наполнителей
① Повышение жесткости композитных материалов: особенно это отражается на таких показателях производительности, как прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе и твердость. Чем выше содержание кремнезема в наполнителе, тем более очевидным будет эффект изменения жесткости. Порядок изменения жесткости различных наполнителей: кремнезем (увеличение на 120%) > слюда (увеличение на 100%) > волластонит (увеличение на 80%) > сульфат бария (увеличение на 60%) > тальк (увеличение на 50%) > Тяжелый карбонат кальция (увеличение на 30%) > легкий карбонат кальция (увеличение на 20%).
② Улучшение размерной стабильности композитных материалов: в частности, это отражается на уменьшении усадки, уменьшении коробления, уменьшении коэффициента линейного расширения, уменьшении ползучести и увеличении изотропии. Эффекты стабильности размеров имеют следующий порядок: сферические наполнители > гранулированные наполнители > хлопьевидные наполнители > волокнистый наполнитель.
③Улучшение термостойкости композиционных материалов: удельным показателем производительности является температура тепловой деформации. Например, температура тепловой деформации увеличивается с увеличением содержания талька.
④ Повышение термической стабильности композиционных материалов: неорганические порошки могут в разной степени поглощать и стимулировать аналитические вещества, тем самым снижая степень термического разложения. Кроме того, неорганические наполнители также могут улучшить износостойкость и твердость композиционных материалов.
Специальные модифицированные свойства наполнителей
Причина, по которой это называется особыми модифицирующими свойствами наполнителей, заключается в том, что некоторые наполнители имеют, а некоторые не имеют этих модифицирующих функций. Один и тот же наполнитель может иметь или не иметь модифицирующие функции в разных условиях.
① Улучшение свойств композиционных материалов при растяжении и ударе: неорганический порошок не всегда может улучшить свойства композиционных материалов при растяжении и ударе. Его можно улучшить только при соблюдении особых условий, и улучшение невелико. После того, как неорганический наполнитель достигает определенной крупности, прочность на разрыв и ударную вязкость композиционного материала можно улучшить, если поверхность наполнителя хорошо покрыта и в композиционную систему добавлен агент совместимости.
② Улучшение текучести композиционных материалов: большинство неорганических порошков могут улучшить текучесть композиционных материалов, но тальк снижает текучесть композиционных материалов.
③ Улучшение оптических свойств композитных материалов: неорганический порошок может улучшить покрытие, матирование и астигматизм композитных материалов. Например, диоксид титана – типичный неорганический пигмент с сильной кроющей способностью.
④Улучшить экологически чистые характеристики сгорания композиционных материалов: во-первых, неорганические порошковые материалы могут привести к полному горению композиционных материалов, поскольку во время сгорания возникают трещины и увеличивается площадь контакта с кислородом; во-вторых, неорганические порошковые материалы могут поглощать некоторые токсичные газы при горении композиционных материалов, уменьшая выбросы токсичных газов; в-третьих, неорганический порошок улучшает теплопроводность композиционных материалов, ускоряя горение и сокращая время горения.
⑤ Повышение огнестойкости композиционных материалов: не все неорганические порошки полезны для огнестойкости. Только неорганические порошки, содержащие элементы кремния, могут способствовать улучшению огнестойкости и могут использоваться в качестве синергистов огнезащитных средств. Конкретная причина заключается в том, что при сжигании кремнийсодержащих материалов на поверхности горючего материала может образовываться барьерный слой, чтобы уменьшить вероятность контакта кислорода с поверхностью материала.
⑥ Оптимизация других свойств композиционных материалов: функция зародышеобразователя. Когда размер частиц порошка талька составляет менее 1 мкм, он может действовать как неорганический зародышеобразователь в ПП. Чтобы блокировать инфракрасные лучи, неорганические порошки, содержащие кремний, такие как тальк, каолин и слюда, обладают хорошими свойствами блокирования инфракрасного и ультрафиолетового излучения.