填料及表面處理

1、 填料及其表面處理技術(shù)填料及其表面處理技術(shù) PVC具有什么特性具有什么特性 ？本章本章 學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的： 1、理解和掌握填料、填充劑和增、理解和掌握填料、填充劑和增強(qiáng)材料的概念強(qiáng)材料的概念; 2、掌握填充劑與增強(qiáng)材料主要品、掌握填充劑與增強(qiáng)材料主要品種的性能種的性能; 3、熟悉偶聯(lián)劑和填料表面處理的、熟悉偶聯(lián)劑和填料表面處理的相關(guān)知識(shí)。相關(guān)知識(shí)。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 1、填料、填料填料：是為了降低成本或改善性能等在塑中填料：是為了降低成本或改善性能等在塑中 所加入的惰性物質(zhì)。所加入的惰性物質(zhì)。 無(wú)機(jī)類和有機(jī)類無(wú)機(jī)類和有機(jī)類礦物、植物和合成類礦物、植物和合成類顆粒狀和纖維狀顆粒狀和纖維狀填

2、充劑和增強(qiáng)材料填充劑和增強(qiáng)材料填料填料2、填充劑、填充劑填充劑：是一類以增加塑料體積、降低制品成填充劑：是一類以增加塑料體積、降低制品成 本為主要目的填料，常稱為增量劑。本為主要目的填料，常稱為增量劑。 降低了塑料制品的生產(chǎn)成本；降低了塑料制品的生產(chǎn)成本； 賦予或提高制品某些特定的性能，如尺寸賦予或提高制品某些特定的性能，如尺寸穩(wěn)定性、剛性、遮光性和電氣絕緣性等。穩(wěn)定性、剛性、遮光性和電氣絕緣性等。 填充劑經(jīng)表面處理后不但容易與樹脂混合填充劑經(jīng)表面處理后不但容易與樹脂混合提高了加工性能，而且具有某種程度的改性作提高了加工性能，而且具有某種程度的改性作用用。3、增強(qiáng)材料、增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料：是指加

3、入到塑料中能使塑料制品增強(qiáng)材料：是指加入到塑料中能使塑料制品 的力學(xué)性能顯著提高的填料，的力學(xué)性能顯著提高的填料，也也 稱為增強(qiáng)劑。稱為增強(qiáng)劑。 一般為纖維狀物質(zhì)或其織物，在樹脂中一般為纖維狀物質(zhì)或其織物，在樹脂中配以適量的增強(qiáng)材料能使塑料的力學(xué)強(qiáng)度，配以適量的增強(qiáng)材料能使塑料的力學(xué)強(qiáng)度，如沖擊強(qiáng)度、彈性模量、剛性等成倍提高；如沖擊強(qiáng)度、彈性模量、剛性等成倍提高；同時(shí)可使制品的尺寸穩(wěn)定性提高，收縮率降同時(shí)可使制品的尺寸穩(wěn)定性提高，收縮率降低，熱變形減少。低，熱變形減少。 從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，隨著增強(qiáng)材料的從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，隨著增強(qiáng)材料的廉價(jià)化和填充劑的增強(qiáng)化，二者之間的界限廉價(jià)化和填充劑的增

4、強(qiáng)化，二者之間的界限將會(huì)變得越來(lái)越模糊。將會(huì)變得越來(lái)越模糊。第二節(jié)第二節(jié) 填充劑填充劑一、填充劑的性質(zhì)對(duì)樹脂性能的影響一、填充劑的性質(zhì)對(duì)樹脂性能的影響1、顆粒的形狀、顆粒的形狀 薄片狀、纖維狀填充劑使加工性能變差，薄片狀、纖維狀填充劑使加工性能變差，但力學(xué)性能優(yōu)良；但力學(xué)性能優(yōu)良； 無(wú)定形粉狀、球狀則加工性能優(yōu)良，力學(xué)無(wú)定形粉狀、球狀則加工性能優(yōu)良，力學(xué)性能比薄片狀和纖維狀差。性能比薄片狀和纖維狀差。2、顆粒的大小、顆粒的大小 填充劑顆粒一般以填充劑顆粒一般以0.110m粒徑為好。粒徑為好。細(xì)小的填充劑有利于制品的力學(xué)性能、尺寸細(xì)小的填充劑有利于制品的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性以及制品的表面光澤和手

5、感。穩(wěn)定性以及制品的表面光澤和手感。 粒徑太小分散困難，若加工設(shè)備分散能粒徑太小分散困難，若加工設(shè)備分散能力不夠則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。力不夠則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。 實(shí)際生產(chǎn)中選用什么粒徑的填充劑，應(yīng)據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中選用什么粒徑的填充劑，應(yīng)據(jù)塑料的種類、加工設(shè)備分散能力不同而定，塑料的種類、加工設(shè)備分散能力不同而定，不能一概而論。不能一概而論。：3、顆粒的表面積、顆粒的表面積 填料的許多效能與其表面積有關(guān)。通常填充劑的填料的許多效能與其表面積有關(guān)。通常填充劑的表面積增大有利于與表面活性劑、分散劑、表面改性表面積增大有利于與表面活性劑、分散劑、表面改性劑以及極性聚合物的吸附或與填料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。劑以及極性

6、聚合物的吸附或與填料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因而因而顆粒有越來(lái)越越來(lái)越小的發(fā)展趨勢(shì)。顆粒有越來(lái)越越來(lái)越小的發(fā)展趨勢(shì)。4、填充劑對(duì)設(shè)備磨損、填充劑對(duì)設(shè)備磨損 填充劑會(huì)加速對(duì)設(shè)備磨損，同時(shí)使熔體粘度升高，填充劑會(huì)加速對(duì)設(shè)備磨損，同時(shí)使熔體粘度升高，所以這時(shí)要在配方中適當(dāng)?shù)卦黾臃€(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑的用所以這時(shí)要在配方中適當(dāng)?shù)卦黾臃€(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑的用量。量。二、常用填充劑二、常用填充劑 1.無(wú)機(jī)填充劑無(wú)機(jī)填充劑 大多數(shù)情況下，無(wú)機(jī)填充劑是沒(méi)有增強(qiáng)大多數(shù)情況下，無(wú)機(jī)填充劑是沒(méi)有增強(qiáng)作用的礦物性填料。這些填充劑的加入，往作用的礦物性填料。這些填充劑的加入，往往會(huì)在一定程度上使復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度降往會(huì)在一定程度上使復(fù)合材

7、料的力學(xué)強(qiáng)度降低，其主要作用是降低成本，是填充劑的主低，其主要作用是降低成本，是填充劑的主體。這類填充劑品種繁多，用途廣泛，也有體。這類填充劑品種繁多，用途廣泛，也有少數(shù)此類填充劑在適當(dāng)用量范圍內(nèi)具有一定少數(shù)此類填充劑在適當(dāng)用量范圍內(nèi)具有一定的增強(qiáng)作用。的增強(qiáng)作用。（1）碳酸鈣（）碳酸鈣（CaCO3） 是目前塑料工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的無(wú)機(jī)粉是目前塑料工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的無(wú)機(jī)粉狀填充劑，一般可分為三類：重質(zhì)碳酸鈣、輕狀填充劑，一般可分為三類：重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣（也稱為膠質(zhì)碳酸鈣、質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣（也稱為膠質(zhì)碳酸鈣、改性碳酸鈣、表面處理碳酸鈣、白艷華，簡(jiǎn)稱改性碳酸鈣、表面處理碳酸

8、鈣、白艷華，簡(jiǎn)稱活鈣）活鈣）重質(zhì)碳酸鈣：由石灰石（主要成分是方解石）重質(zhì)碳酸鈣：由石灰石（主要成分是方解石）經(jīng)選礦、粉碎或濕法研磨、分級(jí)與表面處理而經(jīng)選礦、粉碎或濕法研磨、分級(jí)與表面處理而成。粒子形狀不規(guī)則，相對(duì)密度為成。粒子形狀不規(guī)則，相對(duì)密度為2.71，折光，折光率為率為1.65，吸油量為，吸油量為5%25%。輕質(zhì)碳酸鈣：輕質(zhì)碳酸鈣： 是用化學(xué)方法制成，多呈紡錘形棒狀或針是用化學(xué)方法制成，多呈紡錘形棒狀或針狀，粒徑范圍狀，粒徑范圍1.01.6m，相對(duì)密度相對(duì)密度2.65，折，折光率為光率為1.65，吸油量為，吸油量為20%65%。 石灰石煅燒石灰石煅燒石灰石灰熟石灰消化熟石灰消化石灰乳碳化

9、石灰乳碳化固液分離固液分離干燥干燥包裝包裝：活性碳酸鈣：活性碳酸鈣： 是一種白色細(xì)膩狀軟質(zhì)粉末，顆粒表面吸是一種白色細(xì)膩狀軟質(zhì)粉末，顆粒表面吸附一層脂肪酸皂，使其具有膠體活化性能，附一層脂肪酸皂，使其具有膠體活化性能，其生產(chǎn)工藝路線與其它碳酸鈣基本相同，只其生產(chǎn)工藝路線與其它碳酸鈣基本相同，只是增加了一道表面處理工序。這種碳酸鈣用是增加了一道表面處理工序。這種碳酸鈣用作塑料填料時(shí)可使制品具有一定的強(qiáng)度與光作塑料填料時(shí)可使制品具有一定的強(qiáng)度與光滑的外觀?；耐庥^。（2）炭黑）炭黑 炭黑是在控制條件下不完全燃燒烴類化合炭黑是在控制條件下不完全燃燒烴類化合物而生成的物質(zhì)，其品種較多，一般按制法物而生

10、成的物質(zhì)，其品種較多，一般按制法來(lái)分，有槽法炭黑、爐法炭黑和熱裂法炭黑來(lái)分，有槽法炭黑、爐法炭黑和熱裂法炭黑等。等。 炭黑具有紫外線屏蔽作用，耐老化性能炭黑具有紫外線屏蔽作用，耐老化性能越好，可降低制品的表面電阻率。越好，可降低制品的表面電阻率。 作為填料用炭黑，可以使用較大粒徑的爐作為填料用炭黑，可以使用較大粒徑的爐法炭黑，一般為法炭黑，一般為2575m；作為著色劑作用，作為著色劑作用，一般可選用色素炭黑。炭黑在聚合物（尤其一般可選用色素炭黑。炭黑在聚合物（尤其是橡膠）中兼有增強(qiáng)作用，因此在一定意義是橡膠）中兼有增強(qiáng)作用，因此在一定意義上也可以說(shuō)炭黑是一種增強(qiáng)材料。上也可以說(shuō)炭黑是一種增強(qiáng)材

11、料。（3）白炭黑（）白炭黑（SiO2nH2O） 白炭黑即二氧化硅、微粒硅膠或膠體二氧白炭黑即二氧化硅、微粒硅膠或膠體二氧化硅等。這也是塑料工業(yè)中廣泛使用的增強(qiáng)性化硅等。這也是塑料工業(yè)中廣泛使用的增強(qiáng)性填料，其增強(qiáng)效果僅次于炭黑，并且成型加工填料，其增強(qiáng)效果僅次于炭黑，并且成型加工性良好，尤其適用于白色或淺色制品。性良好，尤其適用于白色或淺色制品。 用白炭黑制成涂料，涂于人造革表面，可用白炭黑制成涂料，涂于人造革表面，可產(chǎn)生消光作用；此外，白炭黑在產(chǎn)生消光作用；此外，白炭黑在UP、PVC增增塑糊、塑糊、EP等聚合物溶液中有增黏作用。等聚合物溶液中有增黏作用。（4）陶土（）陶土（AI2O3SiO2

12、nH2O） 又名高嶺土、白土、粘土、瓷土，主要又名高嶺土、白土、粘土、瓷土，主要化學(xué)組成是水合硅酸鋁，是由巖石中的火成化學(xué)組成是水合硅酸鋁，是由巖石中的火成巖、水成巖等母巖經(jīng)自然風(fēng)化分解而成。用巖、水成巖等母巖經(jīng)自然風(fēng)化分解而成。用于塑料的陶土多數(shù)是在于塑料的陶土多數(shù)是在450600經(jīng)煅燒除經(jīng)煅燒除去水分的品種，又稱煅燒陶土。主要用于電去水分的品種，又稱煅燒陶土。主要用于電線電纜。線電纜。（5）滑石粉（滑石粉（3MgO4SiO2H2O） 主要成分為水合硅酸鎂，由天然滑石主要成分為水合硅酸鎂，由天然滑石粉碎精選而得?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，粉體極粉碎精選而得。化學(xué)性質(zhì)不活潑，粉體極軟，有滑膩感。作為塑料

13、用填料可提高制軟，有滑膩感。作為塑料用填料可提高制品的剛性，改善尺寸穩(wěn)定性，防止高溫蠕品的剛性，改善尺寸穩(wěn)定性，防止高溫蠕變。與其它填充劑相比具有潤(rùn)滑性，可減變。與其它填充劑相比具有潤(rùn)滑性，可減少對(duì)成型設(shè)備和模具的磨損。少對(duì)成型設(shè)備和模具的磨損。（6）云母粉）云母粉 是由天然云母粉碎而得，其組成非常是由天然云母粉碎而得，其組成非常復(fù)雜，是鋁、鉀、鈉、鎂、鐵等金屬的硅復(fù)雜，是鋁、鉀、鈉、鎂、鐵等金屬的硅酸鹽化合物。酸鹽化合物。 塑料中常用的云母粉有白云母和金云塑料中常用的云母粉有白云母和金云母兩種，尤以白云母應(yīng)用最多。作為塑料母兩種，尤以白云母應(yīng)用最多。作為塑料填充劑，可賦予制品優(yōu)良的電絕緣性、

14、抗填充劑，可賦予制品優(yōu)良的電絕緣性、抗沖擊性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，并可提高沖擊性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，并可提高其耐濕性和抗腐蝕性。其耐濕性和抗腐蝕性。2、有機(jī)填充劑、有機(jī)填充劑 有機(jī)填充劑是指一些天然或合成的有機(jī)物有機(jī)填充劑是指一些天然或合成的有機(jī)物天然天然材料材料 木屑及植物的莖桿、果殼木屑及植物的莖桿、果殼等物，其主要成分是纖維素和等物，其主要成分是纖維素和少量的木質(zhì)素及其它化合物少量的木質(zhì)素及其它化合物 合成材料的邊角廢料、紡織合成材料的邊角廢料、紡織工業(yè)的合成纖維及其下腳料、交工業(yè)的合成纖維及其下腳料、交聯(lián)塑料與熱固性塑料的邊角料等聯(lián)塑料與熱固性塑料的邊角料等有有機(jī)機(jī)填填充充劑劑合成合

15、成材料材料 一般說(shuō)來(lái)，有機(jī)填充劑大多難以承受較高一般說(shuō)來(lái)，有機(jī)填充劑大多難以承受較高的成型加工溫度，在成型加工過(guò)程中，首先的成型加工溫度，在成型加工過(guò)程中，首先是水分的蒸發(fā)，然后是油、蠟及其它成分的是水分的蒸發(fā)，然后是油、蠟及其它成分的變化。所以，有機(jī)填充劑的作用僅限于成型變化。所以，有機(jī)填充劑的作用僅限于成型加工溫度比較低的塑料，如加工溫度比較低的塑料，如PE、PP、PVC、PS等塑料。等塑料。 3、納米填料納米填料 所謂納米填料是指粒子尺寸在所謂納米填料是指粒子尺寸在1100nm之之間的粉狀或?qū)訝钐盍?，常用品種有間的粉狀或?qū)訝钐盍?，常用品種有Al2O3、Fe2O3、ZnO、TiO2、ZrO

16、、SiO2、蒙脫土蒙脫土（即高嶺土、粘土）等。（即高嶺土、粘土）等。 ： 用納米填料填充的樹脂，通常稱為用納米填料填充的樹脂，通常稱為“納米納米填料填充塑料填料填充塑料”，可簡(jiǎn)稱為，可簡(jiǎn)稱為“納米塑料納米塑料”。 納米塑料顯示出了一系列優(yōu)異性能：強(qiáng)度納米塑料顯示出了一系列優(yōu)異性能：強(qiáng)度高，耐熱性好，密度低，并賦予制品良好的透高，耐熱性好，密度低，并賦予制品良好的透明性和較高的光澤度。某些納米填料還賦予塑明性和較高的光澤度。某些納米填料還賦予塑料阻燃、自熄性及抗菌性。對(duì)于一些高黏度塑料阻燃、自熄性及抗菌性。對(duì)于一些高黏度塑料納米填料還具有良好的加工改性功能，如用料納米填料還具有良好的加工改性功能

17、，如用納米填料填充的納米納米填料填充的納米UHMWPE變得容易加工，變得容易加工，為用為用PE代替部分工程塑料創(chuàng)造了條件。代替部分工程塑料創(chuàng)造了條件。第三節(jié)第三節(jié) 增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料 增強(qiáng)材料主要是指纖維狀填料，增強(qiáng)材料主要是指纖維狀填料， 常用的常用的是玻璃纖維，它是如何起到增強(qiáng)作用的？是玻璃纖維，它是如何起到增強(qiáng)作用的？ 一、增強(qiáng)材料的作用機(jī)理一、增強(qiáng)材料的作用機(jī)理增強(qiáng)材料在塑料中的最重要作用就是提高力增強(qiáng)材料在塑料中的最重要作用就是提高力學(xué)強(qiáng)度，即增強(qiáng)。一般認(rèn)為增強(qiáng)可通過(guò)下面學(xué)強(qiáng)度，即增強(qiáng)。一般認(rèn)為增強(qiáng)可通過(guò)下面四種作用來(lái)實(shí)施。四種作用來(lái)實(shí)施。（1）橋聯(lián)作用）橋聯(lián)作用 能通過(guò)分子間力或化學(xué)

18、鍵力能通過(guò)分子間力或化學(xué)鍵力與聚合物材料相結(jié)合，將其自身的特殊性能與聚合物材料相結(jié)合，將其自身的特殊性能與聚合物材料的基本性能融為一體。與聚合物材料的基本性能融為一體。 （2）傳能作用）傳能作用 由于增強(qiáng)材料與聚合物材料由于增強(qiáng)材料與聚合物材料之間的橋聯(lián)結(jié)合，若聚合物材料中某一分子之間的橋聯(lián)結(jié)合，若聚合物材料中某一分子鏈?zhǔn)艿綉?yīng)力時(shí)，應(yīng)力可通過(guò)這些橋聯(lián)點(diǎn)向外鏈?zhǔn)艿綉?yīng)力時(shí)，應(yīng)力可通過(guò)這些橋聯(lián)點(diǎn)向外傳遞擴(kuò)散，從而避免材料受到破壞。傳遞擴(kuò)散，從而避免材料受到破壞。（3）補(bǔ)強(qiáng)作用）補(bǔ)強(qiáng)作用 在較大的應(yīng)力作用下，如果在較大的應(yīng)力作用下，如果發(fā)生了某一分子鏈的斷裂，與增強(qiáng)材料緊密發(fā)生了某一分子鏈的斷裂，與增

19、強(qiáng)材料緊密結(jié)合的其它鏈可起加固作用而不致迅速危及結(jié)合的其它鏈可起加固作用而不致迅速危及全體。全體。（4）增黏作用）增黏作用 聚合物中加入增強(qiáng)材料后，聚合物中加入增強(qiáng)材料后，使體系的黏度增大，從而增大了內(nèi)摩擦。當(dāng)使體系的黏度增大，從而增大了內(nèi)摩擦。當(dāng)材料受到外力作用時(shí)，這種內(nèi)摩擦吸收更多材料受到外力作用時(shí)，這種內(nèi)摩擦吸收更多的能量，從而增大抗撕裂、耐磨損性能。的能量，從而增大抗撕裂、耐磨損性能。二、增強(qiáng)材料的性質(zhì)二、增強(qiáng)材料的性質(zhì)1.纖維長(zhǎng)度及形式纖維長(zhǎng)度及形式（1）繩）繩 （2）布）布 （3）帶）帶 （4）無(wú)捻粗紗）無(wú)捻粗紗 （5）短切纖維）短切纖維 2.纖維的表面狀態(tài)纖維的表面狀態(tài) 為保證纖

20、維與樹脂的有效結(jié)合，需對(duì)纖維進(jìn)為保證纖維與樹脂的有效結(jié)合，需對(duì)纖維進(jìn)行偶聯(lián)處理。處理的方法有洗滌法、熱處理法行偶聯(lián)處理。處理的方法有洗滌法、熱處理法和化學(xué)處理法，以化學(xué)處理法最為常用。和化學(xué)處理法，以化學(xué)處理法最為常用。3.纖維在基體樹脂中的分布纖維在基體樹脂中的分布 當(dāng)增強(qiáng)材料加入到熱塑性塑料和熱固性塑料當(dāng)增強(qiáng)材料加入到熱塑性塑料和熱固性塑料中后，成型時(shí)會(huì)象大分子一樣沿著熔體流動(dòng)的中后，成型時(shí)會(huì)象大分子一樣沿著熔體流動(dòng)的方向產(chǎn)生定向作用。纖維在基體樹脂中的分布方向產(chǎn)生定向作用。纖維在基體樹脂中的分布應(yīng)根據(jù)制品的種類和用途加以控制。應(yīng)根據(jù)制品的種類和用途加以控制。三、常用增強(qiáng)材料三、常用增強(qiáng)材

21、料1.無(wú)機(jī)纖維無(wú)機(jī)纖維（1）玻璃纖維）玻璃纖維 玻璃纖維（玻璃纖維（GF）簡(jiǎn)稱玻纖，簡(jiǎn)稱玻纖，是由熔融的玻璃經(jīng)快速拉伸后經(jīng)冷卻所形成是由熔融的玻璃經(jīng)快速拉伸后經(jīng)冷卻所形成的纖維狀物質(zhì)。由于玻璃纖維具有密度小、的纖維狀物質(zhì)。由于玻璃纖維具有密度小、強(qiáng)度高、耐熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性及電氣絕緣強(qiáng)度高、耐熱性好、化學(xué)穩(wěn)定性及電氣絕緣性優(yōu)良等特點(diǎn)，已成為最基本的、應(yīng)用最廣性優(yōu)良等特點(diǎn)，已成為最基本的、應(yīng)用最廣泛的增強(qiáng)材料。泛的增強(qiáng)材料。 按化學(xué)成分可把玻璃纖維可分為以下幾種：按化學(xué)成分可把玻璃纖維可分為以下幾種：無(wú)堿玻璃纖維：含堿量低于無(wú)堿玻璃纖維：含堿量低于0.5%或或0.7%，電絕緣性、，電絕緣性、強(qiáng)度

22、和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，是玻璃鋼最重要的增強(qiáng)材強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，是玻璃鋼最重要的增強(qiáng)材料。料。低堿玻璃纖維：含堿量小于低堿玻璃纖維：含堿量小于2%，電性能、強(qiáng)度和化，電性能、強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性略遜于無(wú)堿玻璃纖維。學(xué)穩(wěn)定性略遜于無(wú)堿玻璃纖維。中堿玻璃纖維：含堿量在中堿玻璃纖維：含堿量在12%左右，因其含堿量高，左右，因其含堿量高，電絕緣性能差，但化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度尚好，可作為電絕緣性能差，但化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度尚好，可作為對(duì)電性能和強(qiáng)度要求不高的玻璃鋼增強(qiáng)材料。對(duì)電性能和強(qiáng)度要求不高的玻璃鋼增強(qiáng)材料。 為了適應(yīng)不同性能和不同用途玻璃鋼制品為了適應(yīng)不同性能和不同用途玻璃鋼制品的要求，玻璃纖維增強(qiáng)材料的形式多

23、種多樣，的要求，玻璃纖維增強(qiáng)材料的形式多種多樣，廣泛使用的有無(wú)捻粗紗及其織物、玻璃布、廣泛使用的有無(wú)捻粗紗及其織物、玻璃布、連續(xù)玻纖紗、短切纖維、增強(qiáng)氈片等。連續(xù)玻纖紗、短切纖維、增強(qiáng)氈片等。（2）碳纖維）碳纖維 碳纖維（碳纖維（CF）是由碳元素構(gòu)成是由碳元素構(gòu)成的一類纖維材料，其制造方法最常用的是有的一類纖維材料，其制造方法最常用的是有機(jī)纖維高溫碳化法。機(jī)纖維高溫碳化法。在塑料工業(yè)中，碳纖維可作為熱塑性樹脂和在塑料工業(yè)中，碳纖維可作為熱塑性樹脂和熱固性樹脂的增強(qiáng)材料，如用于熱固性樹脂的增強(qiáng)材料，如用于EP、PF、UP、PA、PC、ABS、PS、PE、PP等。用量等。用量一般為一般為10%40

24、%。 碳纖維增強(qiáng)塑料的主要優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度碳纖維增強(qiáng)塑料的主要優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度及剛性高、耐疲勞、耐蠕變、耐摩擦、熱膨及剛性高、耐疲勞、耐蠕變、耐摩擦、熱膨脹性小、尺寸精度和穩(wěn)定性高、耐腐蝕性及脹性小、尺寸精度和穩(wěn)定性高、耐腐蝕性及耐熱性好，并具有抗靜電和導(dǎo)電特性。但也耐熱性好，并具有抗靜電和導(dǎo)電特性。但也存在價(jià)格高、沖擊強(qiáng)度不及玻璃纖維增強(qiáng)塑存在價(jià)格高、沖擊強(qiáng)度不及玻璃纖維增強(qiáng)塑料及具有電腐蝕等缺點(diǎn)。料及具有電腐蝕等缺點(diǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 填料的表面處理填料的表面處理一、偶聯(lián)劑與表面處理劑一、偶聯(lián)劑與表面處理劑1. 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑 偶聯(lián)劑是一類在填充和增強(qiáng)塑料中能提高樹脂偶聯(lián)劑是一類在填充和增強(qiáng)塑料

25、中能提高樹脂和填料界面結(jié)合力的化學(xué)物質(zhì)。和填料界面結(jié)合力的化學(xué)物質(zhì)。 它們分子中具有兩性結(jié)構(gòu)，一部分基團(tuán)可與無(wú)它們分子中具有兩性結(jié)構(gòu)，一部分基團(tuán)可與無(wú)機(jī)物表面的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵合；機(jī)物表面的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵合；另一部分基團(tuán)則具有親有機(jī)物的性質(zhì)，可與聚合另一部分基團(tuán)則具有親有機(jī)物的性質(zhì)，可與聚合物分子反應(yīng)或進(jìn)行物理纏繞，從而把兩種性質(zhì)大物分子反應(yīng)或進(jìn)行物理纏繞，從而把兩種性質(zhì)大不相同的材料牢固地結(jié)合起來(lái)。不相同的材料牢固地結(jié)合起來(lái)。 （1）硅烷偶聯(lián)劑）硅烷偶聯(lián)劑 硅烷偶聯(lián)劑是目前品種最多、用量最大的硅烷偶聯(lián)劑是目前品種最多、用量最大的偶聯(lián)劑，主要用于處理玻璃纖維。偶聯(lián)

26、劑，主要用于處理玻璃纖維。 其通式為其通式為RSiZ3。式中式中R為有機(jī)基團(tuán)，例為有機(jī)基團(tuán)，例如乙烯基、環(huán)氧基、甲基丙烯酸酯基、硫醇如乙烯基、環(huán)氧基、甲基丙烯酸酯基、硫醇基等；基等；Z是能夠水解的烷氧基，例如甲氧基、是能夠水解的烷氧基，例如甲氧基、乙氧基及氯等。乙氧基及氯等。：R Si ORORORH2OR Si OHOHOHR Si OHOHOH+HOHOHOR Si OOO（2）鈦酸酯偶聯(lián)劑）鈦酸酯偶聯(lián)劑 鈦酸酯偶聯(lián)劑具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，對(duì)于熱鈦酸酯偶聯(lián)劑具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，對(duì)于熱塑性塑料與干燥填料具有良好的偶聯(lián)效果。塑性塑料與干燥填料具有良好的偶聯(lián)效果。尤其對(duì)聚烯烴等熱塑性塑料具有較好效果。尤其

27、對(duì)聚烯烴等熱塑性塑料具有較好效果。 根據(jù)分子結(jié)構(gòu)與填料表面的偶聯(lián)機(jī)理不同，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)與填料表面的偶聯(lián)機(jī)理不同，此類偶聯(lián)劑有多種類型。此類偶聯(lián)劑有多種類型。單烷氧基型：例如異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯單烷氧基型：例如異丙基三異硬脂?；佀狨ィ═TS），），其偶聯(lián)機(jī)理為：其偶聯(lián)機(jī)理為：CH3 CH O Ti O C (CH2)14 CH CH33OCH3CH3 OH O Ti O C (CH2)14 CH CH33OCH3 +( TTS ) 單烷氧基焦磷酸酯基型：這種偶聯(lián)劑單烷氧基焦磷酸酯基型：這種偶聯(lián)劑適用于含濕量較高的填料體系，如陶土、適用于含濕量較高的填料體系，如陶土、滑石粉等。如（滑石粉等。

28、如（TTOPP-38S） 。 螯合型：這種偶聯(lián)劑適用于高濕填螯合型：這種偶聯(lián)劑適用于高濕填料和含水聚合物體系。如濕法二氧化硅、料和含水聚合物體系。如濕法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸鋁、水處理玻璃纖陶土、滑石粉、硅酸鋁、水處理玻璃纖維、炭黑等。維、炭黑等。 （3）鋁酸酯偶聯(lián)劑）鋁酸酯偶聯(lián)劑 鋁酸酯偶聯(lián)劑是我國(guó)獨(dú)自開發(fā)的偶聯(lián)劑鋁酸酯偶聯(lián)劑是我國(guó)獨(dú)自開發(fā)的偶聯(lián)劑新品種，結(jié)構(gòu)類似于鈦酸酯偶聯(lián)劑。新品種，結(jié)構(gòu)類似于鈦酸酯偶聯(lián)劑。 鋁酸酯偶聯(lián)劑是優(yōu)良的填料表面處理劑，鋁酸酯偶聯(lián)劑是優(yōu)良的填料表面處理劑，經(jīng)處理后的輕質(zhì)碳酸鈣，其吸油量和吸水性經(jīng)處理后的輕質(zhì)碳酸鈣，其吸油量和吸水性降低，在塑料中的分散性大提高。降低，在塑料中的分散性大提高。 目前，鋁酸酯偶聯(lián)劑主要用于碳酸鈣的表目前，鋁酸酯偶聯(lián)劑主要用于碳酸鈣的表面處理，制得的活性碳酸鈣已廣泛用于面處理，制得的活性碳酸鈣已廣泛用于PVC、PE、PP等塑料制品中。等塑料制品中。2.表面處理劑表面處理劑 表面處理劑是為了提高粘接能力，改善成表面處理劑是為了提高粘接能力，改善成型加工性能而用作處理塑料、填料、顏料或型加工性能而用作處理塑料、填料、顏料或粘接載體等表面的物質(zhì)。主要是脂肪酸及其粘接載體等表面的物質(zhì)。主要是脂肪酸及其鹽類、磺酸鹽及其酯類、有機(jī)低聚物、有機(jī)鹽類、磺酸