塑料制品中的無機(jī)填充材料

摘 要：現(xiàn)在，國內(nèi)每年生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品能有兩千萬噸，其中大約有三分之二的塑料商品有填充、改變性質(zhì)以及增強(qiáng)等，無機(jī)材料已經(jīng)成為塑料產(chǎn)品制造的主要協(xié)助原料，需求的無機(jī)原料越來越多，使用的范圍越來越廣，使用無機(jī)原料制造的材料越來越多。在塑料的制造中越來越多的使用到無機(jī)物料，使用這種原料不僅能降低生產(chǎn)成本，還能夠改善塑料產(chǎn)品的性能，同時能夠在光照、熱、微生物以及細(xì)菌的自然環(huán)境中，被大氣層所吸收，不會對環(huán)境造成破壞，降低塑料對自然的破壞，所以，在塑料產(chǎn)品中全力普及無機(jī)原料，能夠提升社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境利益。文章對于常用無機(jī)材料種類及作用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：塑料制品；無機(jī)塑料；種類；作用

1 碳酸鈣

石灰石是生產(chǎn)塑料產(chǎn)品中使用量最多的無機(jī)填料。根據(jù)我國相關(guān)協(xié)會的調(diào)查研究表明，我國每年使用石灰石制造塑料產(chǎn)品的量有200萬噸，是其用途中使用量最多的一種，占了一半左右。

按照生產(chǎn)方式的不一樣，石灰石有輕質(zhì)以及重質(zhì)這兩類。輕質(zhì)石灰石是石灰石經(jīng)過煅燒、吸收、碳化形成的，這個過程中會有化學(xué)反應(yīng)，重質(zhì)石灰石是通過干法抑或濕法形成的，形狀比較小，沒有化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)。現(xiàn)在在熟料帶中運(yùn)用的石灰石都是20.3微米的重質(zhì)石灰石，在制造PE包裝袋中已經(jīng)得到了普遍的使用，在大棚的塑料薄膜中因?yàn)橥腹庑缘脑颍词鼓軌蜻\(yùn)用，不過添加的量也不多。

2 滑石粉

滑石粉是僅次于碳酸鈣的塑料用填料，每年在塑料中的應(yīng)用數(shù)量都在二十萬噸以上，而且隨著滑石粉的某些物理化學(xué)特性得到進(jìn)一步深入的認(rèn)識，它的應(yīng)用范圍和數(shù)量正在急劇增大。

2.1 作為農(nóng)膜保溫劑使用

在大棚使用的熟料膜中添加一些滑石粉，能夠提升薄膜對紅外線的抵抗能力，進(jìn)而降低大棚內(nèi)的溫度，在夜間以輻射的方式把溫度擴(kuò)散到大棚外，提升其保溫效果。

2.2 當(dāng)做成核劑運(yùn)用

結(jié)晶聚合物例如PE、PP、PET、PA等，先高溫熔融再進(jìn)行冷卻，其中較大的分子會排列整齊，這就是結(jié)晶。

結(jié)晶的形成不光對溫度以及冷卻速度有要求，要先形成品核，然后才能夠有結(jié)晶的出現(xiàn)。成核劑有兩個關(guān)鍵用途，一，促進(jìn)結(jié)晶的出現(xiàn)，保證聚合物在高溫后冷卻的過程中能夠快速的凝固，進(jìn)而減少了注塑成型的時間，提升了工作效率；二，結(jié)晶分子形狀變小，其強(qiáng)度以及硬度和熱變形溫度都能夠在成核劑的輔助下變得更強(qiáng)，增加其透明性，降低渾濁度。

在PE、PP的成核劑中主要使用滑石粉，必須要選用顆粒小的，顆粒越小其數(shù)量就會越多，能夠形成的結(jié)晶就更多。并且形成的結(jié)晶數(shù)量變多，其自身的大小就會小，那么整體的功能就會更加。并且還需要在熔融過程中滑石粉越分散越好，團(tuán)結(jié)現(xiàn)象越低越好。

3 煅燒高嶺土

由于煤系高嶺土中含有可燃物碳及多種形態(tài)的水（吸附水、結(jié)晶水），在用做塑料薄膜的添加劑時必須先經(jīng)過煅燒，實(shí)現(xiàn)脫水、脫碳，由黑色變成白色的煅燒過程。在高溫下煅燒，礦物不僅要經(jīng)歷脫水、脫碳的歷程，而且還有可能在礦物的結(jié)晶形態(tài)上發(fā)生種種變化。如果莫來石含量過高，由于莫來石的硬度太高，將會對塑料加工機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件--螺筒和螺桿造成嚴(yán)重磨損，帶來生產(chǎn)效率下降、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的不良后果。此外煅燒高嶺土的粒度及分布、白度和價格等因素，也必須加以認(rèn)真對待。

地球上接收到的來自太陽的光，其波長98%集中在0.3～3.0？滋m范圍內(nèi)，分為紫外光（0.3～0.4？滋m）、可見光0.4～0.7？滋m）和紅外光（0.7？滋m以上）三大部分，其中白天供農(nóng)作物進(jìn)行光合作用的可見光是太陽光轉(zhuǎn)化為地球上的熱能的主要形式。

在深夜，從地面擴(kuò)散到大氣中的熱量其中百分之九十是經(jīng)過二點(diǎn)五微米到七微米的紅外線反射的，峰值為十一微米到十三微米。使用熟料薄膜搭建的大棚，其主要作用就是保留住棚內(nèi)的溫度比外界溫度高，即使在嚴(yán)寒冬季也能夠促進(jìn)農(nóng)作物的成長。一般的沒有阻擋紅外光的PE薄膜阻擋紅外光的功能很差，不到百分之二十五。所以即使在白天太陽光能夠進(jìn)入到大棚內(nèi)，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽嵘笈飪?nèi)的溫度，不過因?yàn)榇笈锏谋Ａ粜再|(zhì)差，深夜，因?yàn)樽钃跫t外光的性能差，所以很多熱量還是會再擴(kuò)散到大棚外。所以必須要加厚大棚薄膜，這樣做實(shí)際作用效果并沒有增加，成本倒是隨之增長。唯一的方法就是使用對紅外光有阻擋作用的塑料薄膜，當(dāng)紅外光輻射到大棚薄膜上，不能反射出大棚外，經(jīng)過阻擋只能又返回大棚內(nèi)，達(dá)到大棚保溫的功能。

4 硅灰石

硅灰石是天然的硅酸鈣（CaSiO3），呈白針狀結(jié)構(gòu)，長徑比L/D為15/1，是塑料的纖維狀的無機(jī)增強(qiáng)填料，具有極好的抗張強(qiáng)度和抗撓曲強(qiáng)度，并且具有特別好的耐濕性能。硅灰石在塑料中應(yīng)用時，采用硅烷偶聯(lián)劑對其進(jìn)行表面處理。硅灰石主要用于聚酯、尼龍、聚丙烯、乙烯類熔膠等。硅灰石是塑料增強(qiáng)改性的理想無機(jī)材料，雖然在塑料中硅灰石占填料的份額較少，大約在5%，將來應(yīng)用量會有所增加。

5 云母在塑料中的應(yīng)用

云母是礦藏豐富、價格便宜的礦物材料，云母的高縱橫比是塑料中具有薄片狀特殊型增強(qiáng)填料，云母呈無色透明和深色不透明（主要有桃紅色、琥珀色、黃色、棕色、綠色、紫色等）。云母填充塑料時，具有優(yōu)良的介電性能，耐化學(xué)試劑和耐腐蝕性能好，滲透性小，熱膨脹系數(shù)小，制品硬度高，沖擊韌性好等。

云母主要用于尼龍、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酯、酚醛、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅、聚氨酯等樹脂。可生產(chǎn)汽車零件、機(jī)械部件、棒材、管材、各類板材等制品。由于云母薄片在加工時要取向平行制品表面，而云母在剪切作用下極易折斷，要求在高流動、低粘度、小剪切應(yīng)力下進(jìn)行加工操作。以保持云母的薄片結(jié)構(gòu)在制品中發(fā)揮作用。

除去上述在塑料產(chǎn)業(yè)中大量使用的無機(jī)的材料之外，還是有很多運(yùn)用在塑料產(chǎn)業(yè)之中的無機(jī)材料，并且用戶的反響也非常好，例如：晶須型的無機(jī)材料對塑料產(chǎn)品的力學(xué)來說能夠得到有效的改善。無機(jī)與塑料的材料是不同學(xué)術(shù)與不同行業(yè)新興的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，無機(jī)材料運(yùn)用在塑料行業(yè)中很廣泛，在成為填料使廠家降低成本的同時還增加了塑料廠的經(jīng)濟(jì)收益，另外還減少了合成樹脂的投入使用，給我國減少了很多的外匯，將缺少的石油得到了合理有效的充分利用：尤其是使用新的技術(shù)，加入了無機(jī)的材料之后，在改善塑料產(chǎn)品的性能的同時還可以將廢棄的一次性的塑料產(chǎn)品進(jìn)行分解，有效的減少塑料制品對我我國環(huán)境白色污染的嚴(yán)重現(xiàn)象，這就是所說的環(huán)境友好型的材料。這些年來。高速發(fā)展的無機(jī)材料的增加韌性的方式復(fù)合的方法能夠?qū)o機(jī)的填充沖擊與剛性能進(jìn)行進(jìn)一步的提升。使用高新的填料處理技術(shù)與其基體樹脂的誘導(dǎo)方法，能夠填充的改性材料提升性能到一個全新的高度，這樣就能將塑料產(chǎn)業(yè)運(yùn)用在不同的領(lǐng)域之中，有其獨(dú)特的優(yōu)越性與低價格的原材料供給，就能將塑料的應(yīng)用平臺延伸的更為廣泛，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也提供了有利的條件，有著積極向上的作用。