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。
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)粉體就是來自他們的。

填料的加入對聚合物的加工性能有何影響

影響聚合物實際強(qiáng)度的因素

從分子結(jié)構(gòu)的角度來看，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算出聚合物的理論強(qiáng)度，這種考慮方法是很有意義的，因為把理論計算得到的結(jié)果與實際聚合物的強(qiáng)度相比較，我們就可以了解它們之間的差距，這個差距將指引和推動人們進(jìn)行提高聚合物實際強(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，則斷裂時可能是范德華力或氫鍵的破壞。通過對比三種情況的理論拉伸強(qiáng)度(或斷裂強(qiáng)度)和實際強(qiáng)度的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)理論強(qiáng)度和實際強(qiáng)度存在著巨大的差距。可見，提高聚合物的實際強(qiáng)度的潛力是很大的。
影響聚合物實際強(qiáng)度的因素很多，總的來說可以分為兩類：一類是與材料本身有關(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)過密或取代基團(tuán)過大，阻礙著鏈段的運動，不能實現(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)度會降低，但沖擊強(qiáng)度會提高。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)過程中往往會使聚合物結(jié)晶度下降，取向困難，因而過分的交聯(lián)并不總是有利的。

分子量對拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的影響也有一些差別。分子量低時，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)度都會提高。但是當(dāng)分子量超過一定的數(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)度和斷裂伸長率的降低，聚合物材料就要變脆，反而沒有好處。

無規(guī)結(jié)構(gòu)含量對聚丙烯性能的影響
無規(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程中生成大球晶的話，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。因為取向后高分子鏈順著外力的方向平行地排列起來，使斷裂時，破壞主價鍵的比例大大增加，而主價鍵的強(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)超過應(yīng)力平均值，這種現(xiàn)象稱為應(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程中是相當(dāng)普遍存在的，例如在加工時，由于混煉不勻、塑化不足造成的微小氣泡和接痕，生產(chǎn)過程中也常會混進(jìn)一些雜質(zhì)，更難以避免的是在成型過程中，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。例如：膠粘劑由于蒸發(fā)、冷卻或化學(xué)反應(yīng)固化時，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圍，產(chǎn)生應(yīng)力集中，這種固化過程產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，對粘接系統(tǒng)給予致命影響。溶液膠粘劑，因為其固體含量通常為20.6％，所以固化過程中體積收縮最嚴(yán)重。熱熔膠粘劑，固化時體積收縮率也是較大的差異。縮聚反應(yīng)時，有副產(chǎn)物逸出，體積收縮很嚴(yán)重，酚醛樹酯固化收縮率比環(huán)氧樹脂大5~10倍，烯類單體或預(yù)聚體的雙鍵發(fā)生加聚反應(yīng)，兩個雙鍵由范德華力結(jié)合變成共價鍵結(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)氧樹脂高1~4倍。開環(huán)聚合時一對原子由范德華力作用變成化學(xué)鍵結(jié)合，而另一對原子由原來的化學(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，如開環(huán)聚合的環(huán)氧樹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、沸點高，能增加樹脂的流動性，有利于浸潤、擴(kuò)散和吸收。增塑劑隨著放置時間的增長而揮發(fā)，同時還向表面遷移，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力。這種次價力雖然很弱，但具有加和性，因此當(dāng)聚合物相對分子質(zhì)量較大時，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。

填充劑的種類和添加的數(shù)量隨使用的目的而不同，而且與聚合物種類、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，對聚合物的分子運動是有影響的，多數(shù)填充劑，使分子運動困難，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，加入無機(jī)填料，拉伸強(qiáng)度最初增大，填料過多時則下降。對于特定的物性，為獲得填充劑正確效果，在廣泛范圍內(nèi)進(jìn)行實驗是必要的。
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，后來還用丁腈橡膠與AS樹脂共混（機(jī)械的或乳液的）的辦法制備ABS樹脂，它們的共同點都是達(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，它的破壞過程也是—種松弛過程，因此外力作用速度與溫度對聚合物的強(qiáng)度有顯著的影響。如果一種聚合物材料在拉伸試驗中鏈段運動的松弛時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，鏈段運動跟不上外力的作用，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，屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度都將降低。在拉伸試驗中，提高拉伸速度與降低溫度的效果是相似的。

在沖擊試驗中，溫度對材料沖擊強(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，沖擊強(qiáng)度將迅速增加，并且不同品種之間的差別縮小。例如室溫時很脆的聚苯乙烯，到Tg附近也會變成一種韌性的材料。低于Tg愈遠(yuǎn)時，不同品種之間的差別愈大，這主要決定于它們的脆點的高低。對于結(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，因為非晶部分在室溫下處在高彈態(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