填料

一、填料的定义和分类

填料是用来降低成本或改善某些物理性能和化学性能的惰性物质。同时，填料也会带来弊端。如随填料的加入量的增加，树脂的粘度增大，导致配料和浸渍作业困难。

填料按其化学成分可分为四类：

1）氧化硅及硅酸盐类，如石棉、滑石粉、瓷土、氧化硅、硅藻土和火山灰等。

2）碳酸盐类，常用的为碳酸钙

3）硫酸盐类，硫酸钡、硫酸钙等

4）氧化物类，氢氧化铝

在上述填料中，有的是经过研磨就可以直接使用的，有的是用化学方法制成的。

二、填料的性能及选择

填料的性能一般用细度、油吸附量、触变性这三项指标表示。

1）细度

细度通常用网筛的细度（如400目）和粒径（如10μm）来表示。2）油吸附量

油吸附量是指填料被亚麻仁油润湿的质量百分比。

3）触变性

触变性是当物料受到外力作用时粘度显著下降，而当外力撤去时，物料又逐渐恢复原来的粘度的一种物理现象。

填料的选择一般也是根据上述三项性能。颗粒大的填料在混合时容易分离和沉淀，颗粒小、吸油率高的填料可加入量就少。SMC/BMC

工艺中，一般要求填料具有较低的油吸附量。具有灵敏触变性能的填料在模压时，物料的粘度降低太大，容易导致树脂与纤维分离，故不宜使用。综合来看，SMC/BMC中所用填料应该满足密度低、油吸附量低，不易腐蚀，成本低，易分散，细度广泛（1-15μm），无杂质，色泽好等要求。

三、填料对制品成本的影响

填料在SMC组成中占有相当大的分额，这是因为填料在不削弱产品性能的前提下可大大降低成本。然而，并非加入填料就一定能降低成本，有时甚至会使成本增加。如果不考虑操作成本，那么填料的任何加入量都将使制品的成本下降。但是考虑到操作成本就必须寻求一个平衡点。

加入填料对制品成本的影响，还取决于树脂和填料二者的密度。填料的密度越低，树脂节省得越多。

四、填料的处理

实际上，填料应该是粉体工程研究的范畴。熟悉粉体工程的人都应该知道两个人——叶菁与李冷。刚好，我有个朋友是叶菁教授的研究生，我到他们实验室去，看见他们对填料进行改性。我说，搞了半天，你们也是用的偶联剂啊！

对填料改性，用的也是偶联剂，用得多的是硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。经过处理的填料可使模塑料保持未处理前的流动性，同时加大填充量且易于分散均匀。

偶联剂属于复合材料原理的基本内容，相信大家都很熟悉，在此就不再赘述了。经过偶联剂处理以后，填料表面增加了一层与树脂相容的有机成分，因而降低了吸油率，增加了填充量。

五、填料对机械性能的影响

填料含量较少时对机械性能的影响不大，但是填料含量较多时对机械性能的影响较大。

1）随填料含量的增加，制品拉伸与弯曲模量上升。

2）在高填充量时，拉伸强度与弯曲强度显著下降。

3）随填料含量的增加，制品冲击强度下降。

同时，填料的加入可以降低制品的收缩率。