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一、幾種常用無機填料的吸油率對比:
吸油值也稱樹脂吸附量,表示填料對樹脂吸收量的一種指數,表現方式為%或mL/100g,吸油值對選擇填料具有重要的指導意義。
幾種常用填料的吸油值由低到高的順序對比:
鈦白粉:16-26%
重鈣粉:16-28%
玻璃粉:18-30%
硅灰石:18-30%
硅微粉:18-32%
瓷土(煅燒):27-48%
滑石粉:22-57%
輕鈣粉:40-80%
高嶺土(天然):50-60%
高嶺土(煅燒):50-80%
云母粉:65-72%
白炭黑(氣硅):100-300%
二、影響填料吸油率的幾種因素:
填料吸油值的大小與粉體的粒度分布、顆粒形狀、分散與凝聚程度、比表面積及表面性質等有關。
1、粉體顆粒的粒度越細,比表面積越大,分布越窄,吸油值就越高;(如氣相二氧化硅、空心玻璃微珠等)
2、不同顆粒形狀的吸油值:針狀>片狀>球狀。針狀粒子由于填充排列犬牙交錯,空隙較大,吸油量高;片狀粒子混合在一起時呈平行疊加,空隙減小,其吸油量低;球狀粒子(如玻璃微珠)排列整齊,其自由空間小,吸油量也小。
3、晶體的表面缺陷少(如玻璃微珠),圓潤程度高,其比表面積小,吸油量也低。
三、填料吸油值大的主要影響:
1、填料吸油值大,樹脂不僅要完全包覆在粉料表面,還要填充在粒子間的空隙,會消耗幾倍甚至幾十倍于自身價格的樹脂來實現這些功能,無形中增加了生產成本;
2、填料吸油值大,樹脂的黏度隨之上升,這會嚴重降低基料的流變性能,使其成型工藝性能變差;
四、常用降低填料吸油值的幾種方法:
目前有機高聚物基材料中大量使用各類無機填料。
1、填料表面改性
未經表面處理的無機填料與高聚物的相容性或親和性較差,容易造成在高聚物基料中分散不均從而造成復合材料的界面缺陷,降低材料的機械強度和應用性能。最大程度降低填料的吸油值是復合材料主要技術指標要求之一。表面改性是降低粉體吸油值的重要手段??蛇x取聚乙二醇-200、一縮二乙二醇、三乙醇胺和氨基硅油-804等化工原料復合成為改性劑(4種表面改性劑降低重質碳酸鈣填料吸油值的強弱順序為氨基硅油-804>聚乙二醇-200>三乙醇胺>一縮二乙二醇),采用干法加溫至50℃以上對填料進行表面改性,改性后的填料聚集態顆粒減少,分散度提高,顆粒間空隙減少,改性分子對填料表面的覆蓋改變了調料的表面性能,使其表面極性減弱,顆粒間摩擦力變小,潤滑性變得更好,故堆積得更加緊密,堆積密度增大,吸油值大幅下降、熱穩定性變好,可耐高溫300℃以上。通常同種改性劑的用量和吸油值成反比,此長彼消。
另外,偶聯劑表面改性采用的表面改性劑主要是:硬脂酸(鹽)、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋯鋁酸鹽偶聯劑、無規聚丙烯、聚乙烯臘等。常用的表面改性設備是連續粉體表面改性機、高速加熱混合機以及渦流磨和流態化改性機等。
影響無機填料表面改性效果的主要因素是:表面改性劑的配方、品種、用量和用法,表面改性的工藝、溫度控制和停留時間,表面改性設備對物料分散程度的影響。
2、控制顆粒形貌
對于填料來說,其吸油值高低和生產工藝有很大關系。在對顆粒形貌沒有特殊要求的情況下,可采用晶型控制劑,調控填料的晶型和比表面積,從而降低其吸油值(建議采用實心玻璃微珠或空心玻璃微珠)。
3、控制細度和粒徑分布
對于一般產品應用,如果填料細度和粒度分布要求不高,可適當選用粒度分布差距較大的混合產品,這樣小粒子會進入大粒子的空隙,堆積相對緊密,吸油量也會減小。
當然,填料的細度并非越細越好,也要適中,粒徑分布也要因需而定。對于高質量產品應用,細度高、粒徑均勻的填料有助于提高制品性能。
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