填料-填充塑料

19
•
2)高密度聚乙烯(HDPE)
• 生产:采用低压法生产的,故又称为低 压聚乙烯。
•
特点：分子中支链少、结晶度高(85-95
％)、密度高(0.941-0.965g/cm3)，具有较高
的使用温度、硬度、力学强度和耐化学药
品性能。
2021/2/6
20
•
3)线型低密度聚乙烯(LLDPE)
• 生产:线型低密度聚乙烯的合成方法与 高密度聚乙烯基本相同。
2021/2/6
7
一、填充塑料的构成
2021/2/6
8
• 填充塑料主要由树脂、填料、偶联剂或 其它表面处理剂构成。
• 根据需要,有时还需加入一定量的增塑 剂、增韧剂、稳定剂、润滑剂、分散剂、 改性剂、着色剂等。
2021/2/6
9
一）树脂
2021/2/6
10
• 填充塑料中,树脂是必不可少的成分， 而且是主要成分(占据较大比例)，有时也 可能是次要成分(占据较小比例)。
结晶度的热塑性树脂，半透明、无毒、相 对密度小，是最轻的塑料之一。
• 优点：优良的化学稳定性、电绝缘性、 成型加工性，较好的力学性能和较高的耐 热性。
• 缺点：耐低温性和耐冲击性能差，成 型收缩率大。
2021/2/6
22
•
聚丙烯主要作用:生产高强度薄膜(包
装膜、电工膜等)、板材、容器、单丝等。
• 生产:通常用高压法(147.17-196.2MPa) 生产,故又称为高压法聚乙烯。
• 特点：分子链小，含有较多的长短支 链(每1000个碳原子中含有的支链数平均约 21个)，结晶度较低(45-65％)，密度较小 (0.910-0.925g／cm3)，质轻、柔软，耐寒 性、耐冲击性较好。
2021/2/6
• 同时都具有上述性能的树脂几乎不存 在,需根据填料的特性和填充塑料的使用范 围，合理选择树脂，制备符合应用要求的 填充塑料。
2021/2/6
12
• 对填料具有较强粘接力:
• 树脂在填充塑料中的一项重要作用是 作为粘合剂,将填料粘结成一个整体，构成 一种具有新性能的材料。
• 粘合作用非常重要。
• 长纤维填料，轴向拉伸强度很高，但 不能承受压缩及弯曲载荷;短纤维、粉状填 料，更不能作为承载材料。
• 树脂的成型收缩率：树脂与填料的收 缩率相差越大，越容易在填料/树脂界面上 产生较大的收缩应力，影响填充塑料的强 度及尺寸稳定性。
• 热固性树脂固化时间：固化时间过长 影响生产率；过短难以加工，不能用于制 造大型制品。
2021/2/6
16
• 构成填充塑料的树脂:
•
热塑性树脂
•源自文库
热固性树脂
• 热塑性树脂主要有：聚乙烯树脂、聚 丙烯树脂、聚氯乙烯树脂等;
• 不论主要成分还是次要成分，树脂的 物理和化学性质对填充塑料的综合性能具 有重大的影响。
• 为此，树脂通常应满足以下要求。
2021/2/6
11
• 良好的综合性能:
• 具有良好综合性能的树脂是保证填充 塑料性能卓越的前提条件。
• 如良好的力学性能、电性能、热性能、 耐化学腐蚀性、耐老化性能、阻燃性等等。
• 特点：直链分子结构,分子链上有许多 短小规整的支链，结构规整性介于低密度
聚乙烯与高密度聚乙烯之间;密度和结晶度
也介于低密度聚乙烯与高密度聚乙烯之间。
• 特性：更接近低密度聚乙烯。膜制品 的抗撕裂性和耐穿刺性更好，但加工性能
较差。
2021/2/6
21
• 2、聚丙烯树脂(PP): • 聚丙烯指等规聚丙烯(IPP),是一种高
• 热固性树脂主要有：酚醛树脂、氨基 树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。
2021/2/6
17
•
1、聚乙烯树脂(PE)
•
特点:无毒,具有优良的电绝缘性能、
耐化学腐蚀性、加工流动性，较好的力学
性能、耐低温性能和透光性。
• 种类：低密度PE、高密度PE、线型低
密度PE。
2021/2/6
18
•
1)低密度聚乙烯(LDPE)
• 树脂对填料的粘结作用，还可保护填 料免受环境介质的侵蚀和磨蚀。
2021/2/6
14
• 良好的工艺性能: • 制备填充塑料时,希望有好的成型加工
条件，以降低设备投资、简化操作、便于 制造大型或复杂几何形状的制品。
•
2021/2/6
15
• 工艺性能主要包括:
• 树脂的流动性：流动性过小,不易浸润 填料，也不利充模;流动性过大，成型时树 脂易流失，造成制品缺料，树脂与填料易 出现分异。
•
2、表面浸润理论
•
3、其它理论
2021/2/6
6
• 四）填充塑料界面的破坏机理 • 1、内聚破坏(基体树脂破坏) • 2、界面破坏(脱粘破坏) • 3、填料表层剥离或轴向劈裂的破坏 • 五）填充塑料界面设计 • 六）填料及树脂的表面处理技术 • 1、填料的表面处理方法 • 2、树脂的表面处理技术 • 七）树脂基复合材料界面工程
矿物填料应用
第三章 塑料填充改性
2021/2/6
1
第二节 填充塑料
2021/2/6
2
• 第二节 填充塑料
• 一、填充塑料的构成
• 一）树脂
• 1、聚乙烯树脂
• 2、聚丙烯树脂
• 3、聚氯乙烯树脂
• 4、聚苯乙烯树脂
• 5、酚醛树脂
• 6、氨基树脂
• 7、环氧树脂
• 8、不饱和聚酯树脂
2021/2/6
3
• 二）填料 • 三）偶联剂及表面处理剂 • 四）其它助剂 • 1、增塑剂 • 2、增韧剂 • 3、稳定剂 • 4、分散剂 • 5、润滑剂
2021/2/6
4
• 二、填充塑料的形态
• 一）填充塑料的结构形态
•
1、网状结构
•
2、层状结构
•
3、纤维状结构及筒状结构
•
4、分散结构
•
5、镶嵌结构
• 二）填料流动取向对结构形态的影响
• 当它们被树脂粘结成一个整体后，力 学性能就可得到大的改善。
2021/2/6
13
•
纤维/树脂复合材料中树脂的作用:
• 承载应力和传递载荷。
• 长纤维末端没有承载能力,当被树脂粘 结后，可通过界面传递载荷。
• 树脂还可把集中在纤维末端的载荷， 均衡地分给到邻近的纤维，使填充塑料的
强度不会受到明显的损失。
•
1、填料取向类型
•
2、产生取向的原因
• 三）填充塑料中基体的微观结构形态
2021/2/6
5
• 三、填料与树脂的界面
• 一）填料与树脂界面的形成
• 二）填充塑料界面的结构
•
1、界面区树脂的密度
•
2、界面区树脂的交联度
•
3、界面区树脂的结晶
•
4、界面区化学组成
• 三）填充塑料界面的作用及作用机理
•
1、化学键理论