添加劑(additives)、填充料(fillers)和補強料(reinforcements)是用來改變或改善塑料的物理性質和機械性質,其影響列于表3-5。通常,強化纖維可以提升聚合物的機械性質,而特定的填充料則用來增加模數。一般而言,塑料是不良導體,許多填充料可以影響其電氣性質,例如添加導電性填充料可以讓塑料產生電磁遮敝性質;添加抗靜電劑可以用來吸濕氣,降低靜電荷的累積;添加耦合劑可以改善塑料與強化纖維之間的鍵結;有些填充料可以用來降低材料成本;其它的添加劑包括降低燃燒傾向的抗燃劑、降低熔膠黏度的潤滑劑、增加材料柔軟性的塑化劑、和提供耐顏色的著色劑。
填充料可以改善塑料的性質和成形性。假如添加低值長寬比的填充料,其底材的性質改變較小,此類填充料的好處如下:
Ÿ 降低收縮量。
Ÿ 改善耐熱性。
Ÿ 改善強度,特別是壓縮強度。
Ÿ 降低耐沖擊性。
Ÿ 改善耐溶劑性。
高值長寬比的填充料(例如25以上)可以稱為纖維(fiber)。纖維補強料可以相當程度地影響塑料性質。假設聚合物與纖維之間具有良好的結合力,則沿著纖維方向的強度會大幅提升。假如多數纖維有相同的配向性,則沿著纖維配向性與垂直于纖維配向的彈性模數會有很大差異,在垂直方向的模數會與無添加纖維的塑料之模數接近。添加的纖維也相當程度地影響材料的收縮性質,在纖維配向方向的收縮率會比剖面方向的收縮率低許多。
因為纖維的配向性隨著流動方向、肉厚方向、縫合線位置而變化,為了預測塑件的性質,預測這些配向性就愈顯重要。
添加劑、填充料與補強料對于聚合物性質的影響
添加劑、填充料及補強料
常用村料
對聚合物性質的影響
強化纖維 碳素、碳、礦物質纖維、玻璃、kevlar
l 增加拉伸強度
l 增加彎曲模數(flexural modulus)
l 提高熱變形溫度
l 提升抗收縮與抗翹曲能力
導電性填充料
鋁粉、碳纖維、石墨
l 提高電氣性質
l 提高熱傳導性
耦合劑
Silanes、titanates
l 改善聚合物與纖維界面之鍵結
抗燃劑
氯、溴、硫、金屬鹽
l 降低燃燒發(fā)生率及擴散速度
混合填充料
碳酸鈣、硅、黏土
l 降低材料成本
塑化劑
單體液體、低分子量材料
l 改善熔膠的流動性
l 加強撓曲性
著色劑(色料或染料)
金屬氧化物、鉻酸鹽、碳黑
l 提供耐久的顏色
l 防止熱裂解或紫外線造成裂解
發(fā)泡劑
氣體、氮復合物、聯(lián)氨衍生物
l 造成孔穴組織以降低材料密度
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