在工業(yè)上用得最多的是白云母，其次為金云母。其廣泛的應(yīng)用于建材行業(yè)、消防行業(yè)、滅火劑、電焊條、塑料、電絕緣、造紙、瀝青紙、橡膠、珠光顏料等化工工業(yè)。超細(xì)云母粉作塑料、涂料、油漆、橡膠等功能性填料，可提高其機(jī)械強(qiáng)度，增強(qiáng)韌性、附著力抗老化及耐腐蝕型等。除具有極高的電絕緣性、抗酸堿腐蝕、彈性、韌性和滑動(dòng)性、耐熱隔音、熱膨脹系數(shù)小等性能外，又率先推出片體二表面光滑、徑厚比大、形態(tài)規(guī)則、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)。
工業(yè)上主要利用它的絕緣性和耐熱性，以及抗酸、抗堿性、抗壓和剝分性，用作電氣設(shè)備和電工器材的絕緣材料；其次用于制造蒸汽鍋爐、冶煉爐的爐窗和機(jī)械上的零件。
云母碎和云母粉可以加工成云母紙，也可代替云母片制造各種成本低廉、厚度均勻的絕緣材料。目前比較好的產(chǎn)自安徽，在深圳這邊的海揚(yáng)粉體就是來(lái)自他們的。

填料的加入對(duì)聚合物的加工性能有何影響

影響聚合物實(shí)際強(qiáng)度的因素

從分子結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，聚合物之所以具有抵抗外力破壞的能力，主要靠分子內(nèi)的化學(xué)鍵合力和分子間的范德華力和氫鍵。不考慮其它各種復(fù)雜的影響因素，我們可以由微觀角度計(jì)算出聚合物的理論強(qiáng)度，這種考慮方法是很有意義的，因?yàn)榘牙碚撚?jì)算得到的結(jié)果與實(shí)際聚合物的強(qiáng)度相比較，我們就可以了解它們之間的差距，這個(gè)差距將指引和推動(dòng)人們進(jìn)行提高聚合物實(shí)際強(qiáng)度的研究和探索。

如果高分子鏈的排列方向是平行于受力方向的，則斷裂時(shí)可能是化學(xué)鍵的斷裂或分子間的滑脫；如果高分子鏈的排列方向是垂直于受力方向的，則斷裂時(shí)可能是范德華力或氫鍵的破壞。通過(guò)對(duì)比三種情況的理論拉伸強(qiáng)度(或斷裂強(qiáng)度)和實(shí)際強(qiáng)度的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)理論強(qiáng)度和實(shí)際強(qiáng)度存在著巨大的差距。可見(jiàn)，提高聚合物的實(shí)際強(qiáng)度的潛力是很大的。
影響聚合物實(shí)際強(qiáng)度的因素很多，總的來(lái)說(shuō)可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是與材料本身有關(guān)的，包括高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、支化和交聯(lián)、結(jié)晶與取向、增塑劑、共混、填料、應(yīng)力集中物等；另一類(lèi)是與外界條件有關(guān)的，包括溫度濕度、光照、氧化老化、作用力的速度等。
1、高分子本身結(jié)構(gòu)的影響

前面已經(jīng)分析過(guò)高分子具有強(qiáng)度在于主鏈的化學(xué)鍵力和分子間的作用力，所以增加高分子的極性或產(chǎn)生氫鍵可使強(qiáng)度提高。例如低壓聚乙烯的拉伸強(qiáng)度只有15~16
MPa，聚氯乙烯因有極性基團(tuán)，拉伸強(qiáng)度為50MPa，尼龍610有氫鍵，拉伸強(qiáng)度為60MPa。極性基團(tuán)或氫鍵的密度愈大，則強(qiáng)度愈高，所以尼龍66的拉伸強(qiáng)度比尼龍610還大，達(dá)80MPa。如果極性基團(tuán)過(guò)密或取代基團(tuán)過(guò)大，阻礙著鏈段的運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫高彈形變，表現(xiàn)為脆性斷裂，因此拉伸強(qiáng)度雖然大了，但材料變脆。

主鏈含有芳雜環(huán)的聚合物，其強(qiáng)度和模量都比族主鏈的高，因此新型的工程塑料大都是主鏈含芳雜環(huán)的。例如芳香尼龍的強(qiáng)度和模量比普通尼龍高，聚苯醚比族聚醚高，雙酚A聚碳酸酯比族的聚碳酸酯高。引入芳雜環(huán)側(cè)基時(shí)強(qiáng)度和模量也要提高，例如聚苯乙烯的強(qiáng)度和模量比聚乙烯的高。

分子鏈支化程度增加，使分子之間的距離增加，分子間的作用力減小，因而聚合物的拉伸強(qiáng)度會(huì)降低，但沖擊強(qiáng)度會(huì)提高。例如高壓聚乙烯的拉伸強(qiáng)度比低壓聚乙烯的低，而沖擊強(qiáng)度反而比低壓聚乙烯高。

適度的交聯(lián)可以有效地增加分子鏈間的聯(lián)系，使分子鏈不易發(fā)生相對(duì)滑移。隨著交聯(lián)度的增加，往往不易發(fā)生大的形變，強(qiáng)度增高。例如聚乙烯交聯(lián)后，拉伸強(qiáng)度可以提

高1倍，沖擊強(qiáng)度可以提高3~4倍。但是交聯(lián)過(guò)程中往往會(huì)使聚合物結(jié)晶度下降，取向困難，因而過(guò)分的交聯(lián)并不總是有利的。

分子量對(duì)拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的影響也有一些差別。分子量低時(shí)，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都低，隨著分子量的增大，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都會(huì)提高。但是當(dāng)分子量超過(guò)一定的數(shù)值以后，拉伸強(qiáng)度的變化就不大了，而沖擊強(qiáng)度則繼續(xù)增大。人們制取高分子量聚乙烯（M＝5×105~4×106）的目的之一就是為了提高它的沖擊性能。它的沖擊強(qiáng)度比普通低壓聚乙烯提高3倍多，在一40℃時(shí)甚至可提高18倍之多。
2、結(jié)晶和取向的影響
結(jié)晶度增加，對(duì)提高拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彈性模量有好處。例如在聚丙烯中無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)的含量增加，使聚丙烯的結(jié)晶度降低，則拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都下降(見(jiàn)下表)。然而，如果結(jié)晶度太高，則導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的降低，聚合物材料就要變脆，反而沒(méi)有好處。

無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)含量對(duì)聚丙烯性能的影響
無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)的含量 ％拉伸強(qiáng)度 MPa彎曲強(qiáng)度 MPa
2.0
2.5
3.3
3.5
6.4
11.834.5
34.0
—
32.5
20.0
—56.5
46.0
45.0
45.0
41.0
40.0

對(duì)結(jié)晶聚合物的沖擊強(qiáng)度影響更大的是聚合物的球晶結(jié)構(gòu)。如果在緩慢的冷卻和退火過(guò)程中生成大球晶的話(huà)，那么聚合物的沖擊強(qiáng)度就要顯著下降，因此有些結(jié)晶性聚合物在成型過(guò)程中加入成核劑，使它生成微晶而不生成球晶，以提高聚合物的沖擊強(qiáng)度。所以在原料選定以后，成型加工的溫度和后處理的條件，對(duì)結(jié)晶聚合物的力學(xué)性能有很大的影響。

取向可以使材料的強(qiáng)度提高幾倍甚至幾十倍。因?yàn)槿∠蚝蟾叻肿渔滍樦饬Φ姆较蚱叫械嘏帕衅饋?lái)，使斷裂時(shí)，破壞主價(jià)鍵的比例大大增加，而主價(jià)鍵的強(qiáng)度比范德華的強(qiáng)度高20倍左右。另外取向后可以阻礙裂縫向縱深發(fā)展。
3、應(yīng)力集中物的影響

如果材料存在缺陷，受力時(shí)材料內(nèi)部的應(yīng)力平均分布狀態(tài)將發(fā)生變化，使缺陷附近局部范圍內(nèi)的應(yīng)力急劇地增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)應(yīng)力平均值，這種現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)力集中，缺陷就是應(yīng)力集中物，包括裂縫、空隙、缺口、銀紋和雜質(zhì)等，它們會(huì)成為材料破壞的薄弱環(huán)節(jié)，嚴(yán)重地降低材料的強(qiáng)度，是造成聚合物實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度之間巨大差別的主要原因之一。

各種缺陷在聚合物的加工成型過(guò)程中是相當(dāng)普遍存在的，例如在加工時(shí)，由于混煉不勻、塑化不足造成的微小氣泡和接痕，生產(chǎn)過(guò)程中也常會(huì)混進(jìn)一些雜質(zhì)，更難以避免的是在成型過(guò)程中，由于制件表里冷卻速度不同，表面

物料接觸溫度較低的模壁，迅速冷卻固化成一層硬殼，而制體內(nèi)部的物料，卻還處在熔融狀態(tài)，隨著它的冷卻收縮，便使制件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而形成細(xì)小的銀紋，甚至于裂縫，在制件的表皮上將出現(xiàn)龜裂。上述各類(lèi)缺陷，盡管非常微小，有的甚至肉眼不能發(fā)現(xiàn)，但是卻成為降低聚合物力學(xué)性能的致命弱點(diǎn)。例如：膠粘劑由于蒸發(fā)、冷卻或化學(xué)反應(yīng)固化時(shí)，通常體積減少，產(chǎn)生收縮和收縮力，從而在粘接端或膠粘劑空孔的周?chē)a(chǎn)生應(yīng)力集中，這種固化過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)粘接系統(tǒng)給予致命影響。溶液膠粘劑，因?yàn)槠涔腆w含量通常為20.6％，所以固化過(guò)程中體積收縮最嚴(yán)重。熱熔膠粘劑，固化時(shí)體積收縮率也是較大的差異。縮聚反應(yīng)時(shí)，有副產(chǎn)物逸出，體積收縮很?chē)?yán)重，酚醛樹(shù)酯固化收縮率比環(huán)氧樹(shù)脂大5~10倍，烯類(lèi)單體或預(yù)聚體的雙鍵發(fā)生加聚反應(yīng)，兩個(gè)雙鍵由范德華力結(jié)合變成共價(jià)鍵結(jié)合，原子間距離大大縮短，體積收縮率也較大，如不飽和聚酯固化收縮率高達(dá)10％，比環(huán)氧樹(shù)脂高1~4倍。開(kāi)環(huán)聚合時(shí)一對(duì)原子由范德華力作用變成化學(xué)鍵結(jié)合，而另一對(duì)原子由原來(lái)的化學(xué)鍵結(jié)合變成接近于范德華力的作用，所以體積收縮率較小，如開(kāi)環(huán)聚合的環(huán)氧樹(shù)脂固化的體積收縮率比較小，這是它有較高力學(xué)強(qiáng)度的主要原因之
4、增塑劑的影響
增塑劑一般是低分子量的液體或固體有機(jī)化合物，增塑劑的加入對(duì)聚合物起了稀釋作用，減小了高分子鏈之間的作用，因而強(qiáng)度降低，強(qiáng)度的降低值與增塑劑的加入量約成正比。但是，增塑劑加入膠粘劑高分子化合物中，增加固化體系的可塑性和彈性，改進(jìn)柔軟性和耐寒性、低溫脆性等。增塑劑的粘度低、沸點(diǎn)高，能增加樹(shù)脂的流動(dòng)性，有利于浸潤(rùn)、擴(kuò)散和吸收。增塑劑隨著放置時(shí)間的增長(zhǎng)而揮發(fā)，同時(shí)還向表面遷移，膠粘劑中的增塑劑失去，將使粘接強(qiáng)度下降。
5、填料的影響

填料的加入并不是單純的混合，而是彼此間存在次價(jià)力。這種次價(jià)力雖然很弱，但具有加和性，因此當(dāng)聚合物相對(duì)分子質(zhì)量較大時(shí)，其總力則顯得可觀，從而改變聚合物分子的構(gòu)象平衡和松弛時(shí)間，還可使聚合物的結(jié)晶傾向和溶解度降低以及提高玻璃化溫度和硬度等。
聚合物中常加入—定數(shù)量的填料，以改善聚合物的如下性能：
（1）增大內(nèi)聚強(qiáng)度；
（2）調(diào)節(jié)粘度或作業(yè)性；
（3）提高耐熱性；
（4）降低熱膨脹系數(shù)和減少收縮率：
（5）給與間隙填充性；
（6）給與導(dǎo)電性；
（7）降低成本。

填充劑的種類(lèi)和添加的數(shù)量隨使用的目的而不同，而且與聚合物種類(lèi)、性質(zhì)、填充劑的形狀大小、以

及與聚合物的親和力大小等因素有關(guān)。一般，一定數(shù)量和大小粒子的填料，當(dāng)施加應(yīng)力時(shí)，對(duì)聚合物的分子運(yùn)動(dòng)是有影響的，多數(shù)填充劑，使分子運(yùn)動(dòng)困難，其結(jié)果，聚合物的熱膨脹系數(shù)降低，填充劑相能支持負(fù)荷或吸收能量，所以耐沖擊性增大。一般，加入無(wú)機(jī)填料，拉伸強(qiáng)度最初增大，填料過(guò)多時(shí)則下降。對(duì)于特定的物性，為獲得填充劑正確效果，在廣泛范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是必要的。
6、共聚和共混的影響

共聚可以綜合兩種以上均聚物的性能。例如聚苯乙烯原是脆性的，如果在苯乙烯中引入丙烯腈單體進(jìn)行共聚，所得共聚物的拉伸和沖擊強(qiáng)度都提高了。還可以進(jìn)一步引入丁二烯單體進(jìn)行接枝共聚，所得高抗沖聚苯乙烯和ABS樹(shù)脂，則可以大幅度地提高沖擊強(qiáng)度。

共混是一種很好的改性手段，共混物常常具有比原來(lái)組分更為優(yōu)越的使用性能。最早的改性聚苯乙烯就是用天然橡膠和聚苯乙烯機(jī)械共混得到的，后來(lái)還用丁腈橡膠與AS樹(shù)脂共混（機(jī)械的或乳液的）的辦法制備ABS樹(shù)脂，它們的共同點(diǎn)都是達(dá)到了用橡膠使塑料增韌的效果。
7、外力作用速度和溫度的影響

由于聚合物是粘彈性材料，它的破壞過(guò)程也是—種松弛過(guò)程，因此外力作用速度與溫度對(duì)聚合物的強(qiáng)度有顯著的影響。如果一種聚合物材料在拉伸試驗(yàn)中鏈段運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間與拉伸速度相適應(yīng)，則材料在斷裂前可以發(fā)生屈服，出現(xiàn)強(qiáng)迫高彈性。當(dāng)拉伸速度提高時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)跟不上外力的作用，為使材料屈服，需要更大的外力，即材料的屈服強(qiáng)度提高了；進(jìn)一步提高拉伸速度，材料終將在更高的應(yīng)力下發(fā)生脆性斷裂。反之當(dāng)拉伸速度減慢時(shí)，屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度都將降低。在拉伸試驗(yàn)中，提高拉伸速度與降低溫度的效果是相似的。

在沖擊試驗(yàn)中，溫度對(duì)材料沖擊強(qiáng)度的影響也是很大的。隨溫度的升高，聚合物的沖擊強(qiáng)度逐漸增加，到接近Tg時(shí)，沖擊強(qiáng)度將迅速增加，并且不同品種之間的差別縮小。例如室溫時(shí)很脆的聚苯乙烯，到Tg附近也會(huì)變成一種韌性的材料。低于Tg愈遠(yuǎn)時(shí)，不同品種之間的差別愈大，這主要決定于它們的脆點(diǎn)的高低。對(duì)于結(jié)晶聚合物，如果其了。在室溫以下，則必然有較高的沖擊強(qiáng)度，因?yàn)榉蔷Р糠衷谑覝叵绿幵诟邚棏B(tài)，起了增韌作用，典型的例子如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯-l等。熱固性聚合物的沖擊強(qiáng)度受溫度的影響則很小。

標(biāo)簽：聚合物填料性能