常見改性方法填充改性可以改善塑料這6點(diǎn)物理性能

01硬度通常測量塑料材料的硬度有球壓痕硬度試驗(yàn)和邵氏硬度試驗(yàn)兩種方法。球壓痕硬度是在規(guī)定負(fù)荷下，把鋼球壓入塑料試樣，用單位壓痕面積上所承受的壓力平均值來表示。邵氏硬度是將規(guī)定形狀的壓針在標(biāo)準(zhǔn)的彈簧壓力下壓入試樣，將壓針壓入試樣的深度轉(zhuǎn)換為硬度值。塑料的硬度和金屬、填料本身的硬度不同，就其本質(zhì)而言它是塑料彈性模量的一種量度，因此填料能使填充塑料的模量提高，同樣也能使硬度增加。由于邵氏硬度試驗(yàn)是將尖銳的針頭（直徑1.25mm，銳角30°—D型）壓入塑料材料內(nèi)，針尖接觸的部位是填料還是塑料基材將影響壓入深度，因此球壓痕硬度更能準(zhǔn)確地反映填充塑料的硬度。02摩擦性能塑料材料用于動態(tài)密封或要求耐磨性較高的場合時(shí)，通常希望填充塑料具有較低的摩擦因數(shù)和較高的抗磨耗能力。在其他條件一定，只考慮填料因素時(shí)，粒度粗且填料量小時(shí)，制品表面極不規(guī)則，摩擦因數(shù)增大；若粒度細(xì)且填充量大時(shí)，則可控制聚合物的收縮，制品表面光滑且摩擦因數(shù)小。作為特殊填料，如聚四氟乙烯粉末、二硫化鉬、石墨等自身摩擦因數(shù)小的填料，可使材料表面光滑，摩擦因數(shù)小。硬度大的填料，在成型加工過程中容易造成對加工設(shè)備與物料接觸的部分（如螺桿、機(jī)內(nèi)表面）以及模具型腔或流道表面的磨損，但可提高填充塑料的耐磨性。例如，半硬質(zhì)聚氯乙烯地板中使用具有高硬度的石英砂做填料，比使用重質(zhì)碳酸鈣其耐磨性顯著提高；作為超耐磨塑料的超高相對分子質(zhì)量聚乙烯板材，如果在其中加入玻璃微珠，其磨耗值可進(jìn)一步下降，耐磨性可提高30%以上。03熱性能填充塑料的耐熱性能取決基體樹脂，非結(jié)晶的聚合物，耐熱性能取決玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；高度結(jié)晶的聚合物，耐熱性能取決聚合物的熔點(diǎn)。①熱變形溫度

熱變形溫度是指將試樣浸在一等速升溫的適當(dāng)液體中，在靜彎曲載荷作用下，試樣彎曲變形達(dá)到規(guī)定值時(shí)的溫度。由于填料可使體系的彈性模量和黏度增加，故填充塑料的熱變形溫度都較相應(yīng)的純聚合物材料的熱變形溫度有明顯提高。例如，滑石粉或玻璃纖維填充聚丙烯，當(dāng)填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)，聚丙烯熱變形溫度可達(dá)到130℃以上。②熱膨脹系數(shù)

由于填料與基體的熱膨脹系數(shù)不同，而且基體的熱膨脹系數(shù)比填料大很多，所以填充塑料的熱膨脹系數(shù)比純聚合物的熱膨脹系數(shù)小，使得成型時(shí)收縮率降低，從而提高了制品尺寸精度。但另一方面，填充塑料在成型后冷卻時(shí)，由于填料與基體的熱膨脹系數(shù)不同，所以兩者收縮不一致，使填料周圍存在很高的殘余應(yīng)力，在使用過程中易發(fā)生破壞。有時(shí)還會因這種不均勻收縮使制品出現(xiàn)扭曲或翹曲，尺寸穩(wěn)定性變差。改性填料在基體中分散均勻，可提高填料與樹脂界面的黏合力，改善填充塑料的成型加工性和使用穩(wěn)定性。③比熱容和熱導(dǎo)率

填充塑料在混煉、熱成型、冷卻過程中，與填料的比熱容和熱導(dǎo)率有密切關(guān)系。比熱容定義為單位質(zhì)量的物質(zhì)每升高一度所需的熱量[J/(kg·K)]。一般填料的熱導(dǎo)率比純樹脂的熱導(dǎo)率大，所以填充塑料的熱導(dǎo)率比純樹脂大。利用填充塑料這一特點(diǎn)，可以縮短成型加工周期，提高工作效率。04光學(xué)性能光學(xué)功能性填料主要使用可使光漫反射的玻璃珠。最近還使用新開發(fā)的高折射率玻璃珠。添加光學(xué)功能性填料的塑料主要用于陸路和水路交通標(biāo)志等與夜間交通有關(guān)的方面。另外，光學(xué)功能性填料還用于制造汽車涂料、塔尖、按鈕等，也是利用其光的反射、散射效應(yīng)。例如，在高分子基體中填充經(jīng)特殊處理氧化鈦、微粒狀云母、鋁箔等，制作由瑞利散射效應(yīng)或干擾效應(yīng)產(chǎn)生色彩效果的裝飾品。另外，以遠(yuǎn)紅外輻射為目的的高分子薄膜和片材等，近年在促進(jìn)植物生長、熟成果實(shí)和酒類、促進(jìn)發(fā)酵、人體保暖等方面也得到廣泛的應(yīng)用。這些材料使用的功能性填料有氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂和二氧化硅類無機(jī)物，且具有吸收1000cm-1的強(qiáng)紅外線輻射的效果。此外，MnO2

60%·Fe203

20%·CuO10%·CoO10%的燒結(jié)體作為遠(yuǎn)紅外輻射材料可以說非常優(yōu)異。利用遠(yuǎn)紅外輻射效應(yīng)的主要產(chǎn)品是農(nóng)用薄膜，使用的填充劑一般多為鎂化合物以及二氧化硅。05電性能填充改性是改善塑料抗靜電性的有效途徑。在許多場合下靜電的產(chǎn)生和釋放是造成嚴(yán)重事故和影響計(jì)算機(jī)正常工作的主要因素，因此對塑料材料的防靜電性能提出了嚴(yán)格的要求。例如，煤礦井下使用的各種塑料制品和材料，要求表面電阻必須小于3×108Ω。加入有機(jī)抗靜電劑可以使塑料材料的體積電阻率大大降低，但由于有機(jī)抗靜電劑的遷移性，其抗靜電效果不能持久；而在塑料中添加導(dǎo)電性填料，可以得到永久性抗靜電塑料。金屬粉末是制作導(dǎo)電塑料的主要導(dǎo)電填料。但要達(dá)到好的導(dǎo)電效果，金屬粉末的體積分?jǐn)?shù)必須達(dá)到一定值。以銀粉填充酚醛塑料為例，當(dāng)銀粉含量低時(shí)，銀粒子被基體隔開，體系的電阻值無變化;銀粉含量增加到30%時(shí)，粒子相互接觸，形成“粒子接觸鏈”，體系的電阻值開始下降;當(dāng)銀粉體積分?jǐn)?shù)達(dá)到40%時(shí)，幾乎所有的銀粉顆粒都加入到“無限長粒子接觸鏈”中，填充體系的體積電阻降到最小值。石墨、炭黑也是消除塑料靜電的最常用填料。當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)20%以上時(shí)，分散在塑料基體中的炭黑粒子，彼此之間的距離接近時(shí)，形成電子流動的網(wǎng)狀通道，具有導(dǎo)電效果。少量的炭黑，還可起著色、吸收紫外線、提高塑料耐老化性、控制熱固性模塑料反應(yīng)等作用。06磁性能具有磁性的塑料易加工成型、生產(chǎn)效率高，可制作形狀復(fù)雜、尺寸精細(xì)的制品。磁性塑料分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型。結(jié)構(gòu)型磁性塑料是指高分子聚合物本身就具有磁性，如聚雙2，6-吡啶基辛二腈（PPH)；復(fù)合型磁性塑料是目前已實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)的、用磁粉填充塑料而制成的。復(fù)合型磁性塑料所用的磁粉材料有鐵氧體類和稀土類兩種。鐵氧體類磁粉如BaO·6Fe2O3、SrO·6Fe2O3等，可以制作各向同性磁性塑料，也可制作各向異性磁性塑料。鐵氧體類磁粉填充塑料與燒結(jié)磁鐵相比，具有質(zhì)輕、柔韌、成型后尺寸收縮小、可制成薄壁或形狀復(fù)雜的制品等優(yōu)點(diǎn)，可連續(xù)成型，可加入嵌件，化學(xué)穩(wěn)定性好。稀土類磁粉如SmCo5類和Sm2(Co、Fe、Cu、M)17類等，只能生產(chǎn)各向異性磁性塑料。稀土類磁性塑料與燒結(jié)稀土類鈷磁鐵相比，磁性和耐熱性較差，但成型加工性和力學(xué)性能是燒結(jié)型磁鐵無法與之相比的。磁性塑料的磁力強(qiáng)度取決于磁