（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）隨著(zhù)世界石油價(jià)格的攀升，在塑料制品中使用無(wú)機非金屬礦物填料降低成本在塑料制品生產(chǎn)中具有重要的意義。同時(shí)，無(wú)機非金屬填料的加入，改善了塑料產(chǎn)品機械性能，甚至還賦予塑料產(chǎn)品一些特殊的功能，例如可以提高塑料的剛性、硬度、尺寸穩定性。人們常用的無(wú)機填料包括碳酸鈣、云母、硅灰石、滑石、高嶺土、二氧化硅、二氧化鈦、硫酸鈣，我國碳酸鈣的使用量占總使用量的87％ ，這主要是考慮碳酸鈣具有廉價(jià)、易干燥、硬度低、顏色白、化學(xué)性質(zhì)穩定、無(wú)毒等特點(diǎn)。
無(wú)機非金屬礦物填料在聚合物復合材料中的作用，概括起來(lái)就是增量、增強和賦予新的功能。但是，因為無(wú)機非金屬礦物填料和有機聚合物相溶性較差，所以對無(wú)機非金屬礦物填料進(jìn)行改性，提高其與有機聚合物的相溶性，避免直接添加造成的應力分散不均。
1 非金屬無(wú)機礦物填料的性質(zhì)
無(wú)機礦物填料的性質(zhì)對塑料產(chǎn)品的影響是多方面的。例如其物理化學(xué)組成及性質(zhì)、粒徑大小及分布、顆粒形狀及表面性質(zhì)、以及密度、硬度、白度等，它們對塑料的性能和工藝參數要求都有影響。
1.1 填料的幾何形狀特征
表1列舉了部分礦物在加工成顆粒后的幾何形狀特征。
 不同幾何形狀的填料顆粒對其塑料制品的強度影響一般是纖維狀>片狀>柱狀>立方體>圓球形。
1.2 填料的粒徑及表面特征
一般來(lái)說(shuō)，無(wú)機非金屬礦物填料的顆粒粒徑越小，那么在分散均勻的情況下塑料的力學(xué)性能就越好，陳龍、胡圣飛和孫水升等都以實(shí)驗證明。Noble Polymers公司生產(chǎn)的PP／黏土納米復合材料已用于本田Acura TL 2004汽車(chē)。它取代了玻璃纖維增強PP 因為玻璃纖維增強PP成型困難、不透明、易彎曲。
這種PP／黏土納米復合材料的密度只有0.928 ，機械性能優(yōu)異，外觀(guān)得到了改善，且可多次回收利用。
Chan等把粒徑在44nm左右的納米CaCO3與PP在Haake流變儀中進(jìn)行熔融共混，研究發(fā)現當填充量在9.2％以下時(shí)，納米CaC03在PP中分散均勻，復合材料的拉伸強度增加了85％左右，缺口沖擊強度增加300％[。但在減小填料顆粒粒徑的同時(shí)也使加工工藝變得復雜，成本也隨之提高。另外，填料顆粒的表面粗糙程度和自由能的不同也對塑料制造工藝有影響，在實(shí)際生產(chǎn)中要求降低填料顆粒表面自由能來(lái)避免顆粒之間凝聚，從而避免產(chǎn)品應力分布不均。
1.3 顆粒的其他物化性質(zhì)
無(wú)機填料顆粒的其他物理化學(xué)性質(zhì)的描述和影響見(jiàn)表2和表3。部分礦物填料對塑料性能的影響見(jiàn)表4。
 
 2 無(wú)機非金屬礦物填料的應用現狀
雖然非金屬礦物填料在塑料的生產(chǎn)中應用廣泛，并且用量巨大，但是仍只限于碳酸鈣和滑石粉等少數幾種，還有待于進(jìn)一步探究和使用其他填料或混合使用，例如硅灰石，其在國外應用較廣， 在中國也有廣闊的發(fā)展空間?，F有的工業(yè)化塑料生產(chǎn)中填料改性技術(shù)相似，有待于創(chuàng )新。
填料的品質(zhì)和功能及價(jià)格是不同的，企業(yè)有時(shí)出于成本考慮會(huì )采用品質(zhì)和價(jià)格較低的填料來(lái)代替，例如云母粉的價(jià)格比較高，表面處理的難度也比較大，在有些場(chǎng)合塑料加工企業(yè)轉而使用效果雖然差些，但價(jià)格相對低廉的滑石粉。煅燒高嶺土也面臨同樣的問(wèn)題，雖然在農用塑料棚膜中使用高嶺土(或云母粉)，其紅外線(xiàn)阻隔性?xún)?yōu)于滑石粉，但價(jià)格比滑石粉高一倍以上，致使很多塑料廠(chǎng)在加工高保溫功能的塑料棚膜時(shí)使用滑石粉，所以對于一些具有特殊用途的材料需用行業(yè)標準加以規范。此外，國內新研究轉化為實(shí)際生產(chǎn)力周期過(guò)長(cháng)，將其盡快工業(yè)化是非常必要的，一旦在某些環(huán)節上取得進(jìn)展，如增重問(wèn)題，成型收縮率問(wèn)題，都會(huì )給塑料加工行業(yè)帶來(lái)革命性的變化。而且非金屬礦物產(chǎn)業(yè)和塑料產(chǎn)業(yè)可以加強合作，實(shí)現市場(chǎng)雙贏(yíng)。
3 無(wú)機非金屬礦物填料的展望
填料是塑料材料的重要添加劑之一。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的提高，無(wú)機填料可以降低塑料成本和提高塑料某些物理和化學(xué)性能，即同時(shí)具有增量和補強功能。填料的研究應著(zhù)重從增量的數量和補強的范圍上進(jìn)行研究。開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越、成本低廉的偶聯(lián)荊對填料進(jìn)行改性，增加填料加量降低成本，同時(shí)盡可能小的影響制品的物理和化學(xué)性能，甚至提高制品的性能。對填料在不同塑料中應用時(shí)顆粒的形狀和大小、粒徑分布、堆砌狀況等對塑料性能影響進(jìn)行深入的研究，制備專(zhuān)用填料。通過(guò)深入的研究，期望提高制品相對的沖擊、拉伸強度、加工流動(dòng)性、表面光澤等性能，具有明顯的補強效果。
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