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Was sind die Vorteile von Pulvern mit unterschiedlichen strukturellen Eigenschaften als Füllstoffe?

May 28, 2019

Es gibt viele Arten von Füllstoffen, und jeder Füllstoff spielt eine andere Rolle - beispielsweise das bekannteste Calciumcarbonatpulver, da es die Kosten für Kunststoffe wirksam senken kann. Unterschiedliche Kunststoffe erfordern jedoch unterschiedliche Eigenschaften, so dass das Füllmasterbatch natürlich sehr unterschiedlich ist, wie z. B. das Vorspannen des Masterbatches, das Härten des Masterbatches, das transparente Masterbatch, das flammhemmende Masterbatch, das Schmieren des Masterbatches usw. Diese Füllstoffe mit unterschiedlichen Funktionen haben unterschiedliche strukturelle Eigenschaften, und einige Forscher haben untersucht, wie sie funktionieren.

1. Anorganisches Faserpulver

Granuläre Füllstoffe können, obwohl sie nach der Oberflächenbehandlung oder der Behandlung mit dem Haftvermittler in der kontinuierlichen Harzphase gut dispergiert sind, eine gute Füllung und einen inkrementellen Zweck erfüllen, aber es ist auch leicht, die lineare Harzkette im Harz abzuschneiden oder die Grenzfläche zwischen den Harzen zu vergrößern. was letztendlich zur Abnahme der Festigkeit von Kunststoffprodukten führt.

Anorganische Faserpulver weisen im Allgemeinen eine nadelartige und Faserstruktur auf. Da die linearen Eigenschaften von anorganischen Faserpulvern denen von Harzen ähnlich sind und nach dem Mischen mit Harzen das gesamte Verbundsystem zu Filamenten verschlungen wird. Daher ist es beim Aufprall auf den Verbundwerkstoff nicht leicht zu brechen, wodurch die durch die Zunahme von Füllstoffen verursachte starke Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften wirksam verringert wird. Gegenwärtig werden hauptsächlich Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstofffasern, Siliciumcarbid-Whisker, Glasfasern, Calciumcarbonat-Whisker, Wollastonit, Brucit und Pyrophyllit als Faserfüllstoffe verwendet.

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Je höher bei wärmeleitenden Kunststoffen das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Füllstoffe und je größer die Füllmenge ist, desto leichter berühren sich die Füllstoffe und bilden einen kontinuierlichen Wärmeleitungspfad in der Matrix, wodurch die Wärmeleitfähigkeit der Verbundstoffe verbessert wird. In leitfähigen Kunststoffen kann der Zusatz von Mikrokohlenstoffnanoröhren die Perkolationsschwelle des Systems senken und eine hohe Leitfähigkeit bei einer geringeren Silberfüllrate erzielen, da Kohlenstoffnanoröhren leitfähige Brücken zwischen Silberpartikeln bilden können, wodurch die Leitfähigkeit von leitfähigen Klebstoffen verbessert wird.

2. Sphärisches Pulver

Sphärischer Füllstoff hat eine gute Fließfähigkeit in Kunststoffverbundwerkstoffen. Es kann eine glatte Oberfläche auf der Oberfläche des Produkts bilden. Die innere Spannung des Produkts ist gleichmäßig. Es kann offensichtlich die Verarbeitbarkeit und den Aussehensglanz des Kunststoffs verbessern, insbesondere das Schlagverhalten. Der Hauptgrund ist, dass das Risswachstum von kugelförmigen Partikeln zunehmen kann und der Risswechsel nicht einfach ist. Beispielsweise haben glasierte Mikrokügelchenfüllstoffe aufgrund ihres besonderen sphärischen Erscheinungsbilds und ihres hohen Füllvermögens hervorragende rheologische Eigenschaften, einen gleichmäßigen Schrumpf und eine erhöhte Schlagzähigkeit.

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Je höher die Sphärizität des Füllpulvers bei der Herstellung von wärmeleitenden Kunststoffen ist, desto geringer ist die Oberflächenenergie und desto besser die Oberflächenfluidität des Füllpulvers, desto besser ist die Kombination des Füllpulvers mit organischen Stoffen und desto geringer ist der Einfluss auf die Viskosität des Systems. Darüber hinaus können kugelförmige Pulver ein höheres Füllvermögen erzielen, indem sie ein geeignetes Mischungsverhältnis und eine geeignete Partikelgrößenverteilung erfordern.

3. Überlagertes Pulver

Schichtsilikatmineralien haben nach dem Zerkleinern ein größeres Durchmesser-Dicke-Verhältnis, was zur Verbesserung der Steifigkeit von Polymerprodukten und der Biegefestigkeit von Produkten vorteilhaft ist. Glimmer, Kaolin und Talk sind anorganische Pulver mit guter Schichtstruktur. Talkumpuder können die Steifheit und die Kriechfestigkeit von Füllmaterialien bei hohen Temperaturen verbessern. Wenn Talkpartikel während der Verarbeitung nach dem Prinzip des Mindestwiderstands in Richtung des Materialflusses angeordnet werden, werden sie grundsätzlich in Bögen angeordnet, die durch kleine Bögen zu großen Bögen verbunden sind, so dass die Steifigkeit von Materialien in einer bestimmten Richtung sehr hoch ist verbessert.

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Flockenfüllstoffe sind auch in leitenden / leitenden Materialien üblich. Aufgrund seines hohen Durchmesserdickenverhältnisses und seiner großen effektiven Läppfläche, die der Wärme- / Stromleitung förderlich ist, schälen Sie Aluminium, Schuppensilber, Schuppengraphit, Graphen, hexagonales Bornitrid (H-BN), Schuppen Al2O3, Schuppen MgO und andere ab Pulver sind hier üblich.

4. Transparentes Pulver

Transparentes Pulver ist in der Kunststoffbeschichtungsindustrie ein gebräuchlicher Name, da diese Füllstoffe hervorragende Transparenz- und Fülleigenschaften aufweisen. Um ihre Eigenschaften hervorzuheben, wird sie als "transparentes Pulver" bezeichnet. Im Allgemeinen hat der Füllstoff eine gute Transparenz, wenn der Brechungsindex von anorganischem Pulver in der Nähe des Brechungsindex von Kunststoffen (1,5%) liegt.

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Die meisten mineralischen Materialien haben zwei oder mehr Brechungsindizes in ihren Kristallen, und ihre durchschnittlichen Brechungsindizes können die Transparenz des Füllsystems nicht garantieren, insbesondere die Dicke der Partikel, die Ausrichtung der Kristallachse und Doppelbrechungsphänomene lassen die kristallinen Materialien Interferenzfarben erzeugen. Die unregelmäßige Ausrichtung von Partikeln, Partikelgröße und Agglomeration sowie die Polarisation von Kristallen haben einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung des von Menschen wahrgenommenen Durchlichts. Um eine gute Transparenz von Mineralpulvern in Kunststoffen zu gewährleisten, sollten daher zwei wichtige Punkte beachtet werden: (1) Der Matrixkunststoff selbst weist eine gewisse Transparenz auf. und (2) der Brechungsindex des Verbundmaterials muss ähnlich sein, wenn das Füllmaterial so einfach wie möglich ist.

Transparentes Pulver kann entweder ein einzelnes Mineral oder ein Verbund aus verschiedenen mineralischen Materialien sein. Die Farbe des Füllstoffs selbst entspricht nicht der Farbe des in den Matrixkunststoffen dispergierten Füllstoffs. Hochtransparente Füllstoffe sind in Matrixkunststoffen üblicherweise hellgrau. Wenn der Füllstoff nur einen einzigen Brechungsindex hat und der Brechungsindex dem des Matrixkunststoffs ähnlich ist, hat der Füllstoff Transparenz, solange die Oberfläche der Füllstoffteilchen vollständig vom Matrixharz benetzt werden kann. Gegenwärtig sind die Hauptkomponenten des in Kunststoffen verwendeten transparenten Pulvers Verbundsilikat und -sulfat, die Magnesium, Aluminium und Calcium enthalten. Gewöhnlich gibt es Tremolith, Feldspat, Nephelin, Siliciumdioxid, Bariumsulfat, Talkumpuder, Natriumsulfat und so weiter.