Дисперсный наполнитель полимеров – добавка, придающая основному материалу особые свойства. Такие компоненты составляют от 2 до 80% ПКМ.
Основная характеристика дисперсных наполнителей – небольшой размер частиц: от 2-10 до 250-300 микромикрон. Это позволяет им смешиваться с полимером, не меняя его текстуру. В современных производствах применяются наполнители с частицами не более 40 микромикрон (например, оксид алюминия — 30-40 мкм), а для некоторых ПКМ – не больше одного микромикрона (как пример — ультрадисперсный оксид алюминия – 0,01 мкм).
Общие требования к наполнителям
Дисперсные наполнители полимеров должны отвечать следующим условиям.
- Хорошее совмещение с полимерами и быстрое рассеивание в этой среде.
- Однородность частиц.
- Высокие показатели смачиваемости частиц полимерными расплавами и растворами.
- Низкая агломерация – образование крупных гранул.
- Поддержание стабильных параметров в процессе хранения.
- Низкие показатели влажности.
Всего более сорока параметров: электрические, физико-механические, теплофизические, оптические.
Специфические условия
К наполнителям для определенных видов полимеров предъявляются дополнительные требования. Это объясняется добавлением в состав материалов других связующих.
Так, в производстве термопластов используют наполнители, частицы которых обладают шероховатой поверхностью. Это необходимо для лучшего сцепления материала с формой-матрицей. Если же применяются пластицифированные матрицы, важна минимальная пористость, чтобы наполнитель не поглощал пластификатор. В смеси для ректопластов такие добавки играют роль катализаторов, способствующих более быстрому затвердеванию массы.
Дополнительная обработка
Для улучшения характеристик наполнители обрабатывают при помощи ПАВ. Это ускоряет смачивание, уменьшает риск агломерации и ускоряет адгезию. Чтобы повысить сцепление с полимером – добавляют реакционно-функциональные группы.
Как подбирают дисперсные наполнители?
При выборе основное внимание уделяется коэффициенту формы частиц (К), от которого зависит вязкость полимера. Шарообразные частички обладают коэффициентом в 2,5, а эллипсоидные – 5,9. У большего числа наполнителей эта форма неправильная. Плотность и величина частиц влияют на вязкость полимера. Чем больше гранулы, тем этот показатель выше.
При изготовлении изделий с небольшой толщиной и сложной конфигурацией необходимы высокодисперсные и ультрадисперсные наполнители полимеров.
