無(wú)機礦物填料的主要作用是增量、增強和賦予功能。
（1）增量
添加廉價(jià)的無(wú)機礦物填料以降低制品的成本，例如，在塑料、橡膠、膠黏劑等中填充碳酸鈣（包括重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣）以降低有機樹(shù)脂或高聚物的用量；在紙張中填充碳酸鈣、滑石粉以減少紙漿或紙纖維的用量。這種無(wú)機礦物填料也被稱(chēng)為增量填充劑。
（2）增強
提高高聚物基復合材料，如塑料、橡膠、膠黏劑等的力學(xué)性能（包括彈性模量、拉伸強度、剛性、撕裂強度、沖擊強度、摩擦系數、耐磨性等）。無(wú)機礦物填料的增強主要取決于對其粒度或比表面積和顆粒形狀。粒徑小于5um的超細無(wú)機礦物填料和硅灰石、透輝石、透閃石、石棉等針狀無(wú)機礦物填料及云母、滑石、高嶺土、石墨等片狀無(wú)機礦物填料具有一定和不同程度的增強或補強功能。一般來(lái)說(shuō)，各種填料的增強效果順序為：纖維填料＞片狀填料＞球狀填料。反之，各種填料在基料中的流動(dòng)性順序大致為：球狀填料＞片狀填料＞纖維填料。
（3）賦予功能
無(wú)機礦物填料可賦予填充材料某些功能，如塑料和橡膠制品的尺寸穩定性、阻燃或難燃性、耐磨性、絕緣性或導電性、隔熱或導熱性、隔聲性、抗菌性等；涂料的耐濕擦洗性、耐磨性、耐腐蝕性、耐候性、遮蓋力、凈化空氣、調濕性等；紙品的優(yōu)良吸墨性和印刷性等。此時(shí)，無(wú)機礦物填料的化學(xué)組成、晶體結構、光熱、電、磁等性質(zhì)以及比表面積和顆粒形狀起重要的作用。無(wú)機礦物填料主要賦予復合材料的功能見(jiàn)表1-1。
表1-1賦予功能效果和相應的填料
| 功 能 |
填 料 |
| 熱穩定性 |
滑石粉、高嶺土、云母、硅灰石、多孔粉石英、硫酸鈣等 |
| 阻燃性 |
Al(OH)3、Mg(OH)2、皂石、紅磷、硼酸鋅、Sb2O3等 |
| 抗（耐）磨性 |
石墨、碳纖維、二硫化鉬、炭墨、皂石、多孔粉石英等 |
| 遮蓋力 |
鈦白粉、高嶺土、煅燒高嶺土、滑石、CaCO3、云母等 |
| 吸墨性和印刷性 |
滑石、CaCO3、鈦白粉、高嶺土、SiO2 |
| 光學(xué)特性、增白 |
鈦白粉、CaCO3、高嶺土、滑石粉、云母等 |
| 耐腐蝕性、耐候性、耐擦洗性 |
多孔粉石英、硅藻土、煅燒高嶺土、滑石、云母、皂石、石棉等 |
| 其他 |
隔聲、隔熱 |
石棉、硅藻土、膨脹蛭石、石膏、巖棉、膨脹珍珠巖、膨潤土、沸石、海泡石等 |
| 負離子、光催化 |
電氣石、金紅石、納米TiO2、納米氧化鋅等 |
| 導電與電磁波屏蔽 |
石墨、炭黑、碳纖維、玻璃微珠等 |
| 抗菌、抗紫外線(xiàn) |
納米二氧化鈦、納米氧化鋅、煅燒高嶺土等 |
| 絕緣 |
云母、煅燒高嶺土、滑石、碳酸鈣等 |
| 生物、環(huán)保 |
磷灰石、硅藻土、皂石、珍珠巖、蛭石、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、多孔粉石英等 |
無(wú)機礦物填料的地位
礦物填料在現代材料工業(yè)，如塑料、橡膠、膠黏劑、化纖、涂料、造紙、膠凝材料、建材等工業(yè)中具有重要地位，而且隨著(zhù)新材料工業(yè)，特別是復合材料工業(yè)的發(fā)展日益顯得突出和重要，主要原因如下。
（1）它是在保證使用性能要求的前提下降低材料生產(chǎn)成本最有效的原料或輔料。由于無(wú)機礦物填料，特別是作為普通增量填料的碳酸鈣、陶土、滑石粉等價(jià)格較低，而作為塑料制品、橡膠制品、膠黏劑、化纖、紙漿等基料的樹(shù)脂價(jià)格顯著(zhù)高于無(wú)機礦物填料，因此，在這些制品中填充一定量的無(wú)機礦物填料可以在滿(mǎn)足相關(guān)產(chǎn)品標準，保證使用性能要求的前提下，顯著(zhù)降低材料的生產(chǎn)成本。
（2）它是獲得具有獨特功能復合材料最方便和有效的填料。現代科技、經(jīng)濟和社會(huì )的發(fā)展對材料的功能性要求越來(lái)越高。單一的原料和配方越來(lái)越難以滿(mǎn)足日趨提高的使用要求。對于高聚物基復合材料，如塑料、橡膠、膠黏劑來(lái)說(shuō)，從高分子合成角度開(kāi)發(fā)具有獨特功能的全新結構的高分子化合物有時(shí)是難以實(shí)現的，有時(shí)則可能耗資巨大，耗時(shí)很長(cháng)，而采用礦物填料填充改性常常是比較方便和易于實(shí)現的。
（3）它是綜合利用礦產(chǎn)資源、替代或節約樹(shù)脂的重要材料。現代發(fā)展最為迅速的高分子材料是以樹(shù)脂為基料的非金屬材料，而合成樹(shù)脂的原料是石油。非金屬礦是儲量豐富、部分與金屬礦和固體燃料礦共生的礦產(chǎn)資源，將其綜合利用并加工成礦物填料用于填充到樹(shù)脂中生產(chǎn)高聚物基復合材料，在降低材料成本和賦予材料一定功能的前提下，還可以節約大量石油。目前塑料制品中無(wú)機礦物填料的用量平均已達到10%以上，部分塑料制品中礦物填料的用量已達到30%以上。以2007年我國塑料制品產(chǎn)量6000萬(wàn)噸左右計算，節省樹(shù)脂600萬(wàn)噸/年以上，可以大量節約石油資源。
（4）它是提高材料或制品技術(shù)含量、增加其附加值的最適宜填料。無(wú)機礦物填料來(lái)源廣、品種多，可以加工成適應不同應用要求的功能填料，可以提升填充材料的產(chǎn)品技術(shù)含量從而增加其附加值。例如，在塑料制品中填充經(jīng)過(guò)表面處理的超細碳酸以提高其韌性；添加片狀結構的滑石和針狀結構的硅灰石可以提高其強度；添加經(jīng)過(guò)表面改性的超細氫氧化鋁和氫氧化鎂可以替代有機阻燃劑賦予其優(yōu)良的阻燃性能；在建筑涂料中添加煅燒高嶺土可以提高涂膜的強度和耐濕擦洗性；在紙品中填充滑石和碳酸鈣可以提高其白度、平整度和印刷性；在橡膠中添加超細片狀高嶺土可以提高其強度和氣體阻隔性等。由于可以根據材料性能的要求從成分、結構、表面性質(zhì)等方面性質(zhì)等方面選擇無(wú)機礦物填料，能滿(mǎn)足不同應用的要求，可以在某一方面和幾個(gè)方面顯著(zhù)提高填充材料或制品的技術(shù)含量，因此可以顯著(zhù)增加填充材料的附加值。
因此，可以說(shuō)無(wú)機礦物填料為新型功能材料，特別是復合材料的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。
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