填料的特殊改性性能
之所以称为填料的特殊改性性能,是因为有的填料有、有的填料没有这些改性功能,对同一种填料不同条件下可能有、可能没有改性功能。
①提高复合材料拉伸和冲击性能:无机粉体并不能总是提高复合材料拉伸和冲击性能,只有在达到特殊条件才可以提高,而且提高幅度也并不大。无机填料达到一定细度后,填料表面包覆处理得好、复合体系中添加相容剂后,可以改善复合材料拉伸强度和冲击强度。不同填料品种的改善效果不同,对冲击强度玻璃微珠>硫酸钡>轻质碳酸钙>重质碳酸钙>滑石粉,对拉伸强度硅灰石>滑石粉>重质碳酸钙>轻质碳酸钙。
②改善复合材料的流动性:绝大多数无机粉体都可以提高复合材料的流动性,但滑石粉却降低复合材料的流动性。具体举例见表3-1所示,复合材料熔体流动指数(g/10min)随滑石粉含量增加而略有下降。
③改进复合材料光学性能:无机粉体可以提高复合材料的遮盖性、消光性和散光性,如钛白粉就是典型的遮盖力最强的无机颜料。
④提升复合材料燃烧环保性能:一是无机粉体材料可以使复合材料燃烧透彻,原因为燃烧时会产生裂缝,增加氧气接触面积;二是无机粉体在复合材料燃烧时可以吸收部分毒气体,降低毒气排放量;三是无机粉体提高了复合材料的热传导性能,使燃烧更加迅速,缩短燃烧时间。
⑤促进复合材料的阻燃性:并不是所有的无机粉体对阻燃都有所帮助,只有含硅元素的无机粉体有助于阻燃性提高,可以作为阻燃协效剂。具体原因在含硅材料燃烧时可以在燃烧物表面形成阻隔层,减少氧气接触材料表面的概率,具体含硅填料品种如滑石粉、硅灰石、云母、硅藻土、分子筛、白炭黑等。而碳酸钙、硫酸钡等非含硅无机粉体反而影响阻燃性发挥,原因为含有碳酸钙的复合材料在燃烧时会因树脂膨胀而产生缝隙,从而增加复合材料接触氧气的机会。例如,含有30%碳酸钙的聚乙烯复合薄膜燃烧时间为4s,而纯聚乙烯薄膜的燃烧时间为12s,两种相差3倍之多。
⑥优化复合材料的其他性能:成核剂作用,当滑石粉的粒度小于1um时,在PP中可以起到无机成核剂的作用。阻隔红外线作用,本身含有硅的无机粉体如滑石粉、高岭土、云母都具有良好的红外线和紫外线阻隔性能。透过X射线功能只有硫酸钡具有,可以用于医学上钡透视的显影剂。表面性能提高,可以改善复合材料的电镀性、开口性和印刷性能。热传导性能,可以提高复合材料的导热系数。
