- •Московская государственная академия
- •Кафедра химии и технологии
- •Часть I.
- •2007 Г.
- •Часть I.
- •Классификация км по структуре.
- •1. Полимерные материалы композиционной структуры:
- •2. Импрегированные (пористые пропитанные) материалы:
- •3. Усиленные матрицы:
- •4. Макроскопические композиты:
- •Реактопласты общего назначения
- •1. Минеральные дисперсные наполнители:
- •2. Металлические наполнители
- •3. Антипирирующие добавки
- •4. Органические наполнители
- •6. Чешуйчатые, (пластинчатые) и ленточные.
- •7. Коротковолокнистые наполнители.
- •Лекция 7. Понятие об адсорбционных и граничных слоях в пкм. Граничные слои в смесях полимеров.
- •1. Поверхностное натяжение.
- •2. Поверхностная энергия (т-г)
- •4. Смачивание
- •5. Адгезия
- •6. Диффузия.
- •Часть 1.
1. Минеральные дисперсные наполнители:
Карбонат кальция (СаСО3) - мел (в т.ч. тонкодисперсный - активный).
= 2600-2750 кг/м3. Размер частиц 100-200 мкм, активный 3-5 мкм. Преимущества: низкая стоимость, нетоксичность, отсутствие запаха, белый цвет (может использоваться в цветных рецептурах), недефицитность, хорошее распределение в полимере, простота регулирования частиц по размерам, способность снижать усадку, термостабильность до 500-5300. Недостатки: низкая жесткость композитов, в кислых средах выделяет СО2 (достоинство для ПВХ), слабый усиливающий эффект, охрупчивает ПЭ и ПС. Применение: ПВХ (особенно в эластичных, пластифицированных композициях), ПЭ, ПП, стеклопластики и компаунды на основе НПС, ЭС, ФФС. Часто сочетают с асбестом, аэросилом, каолином, СВ.
Силикат алюминия (A12(Si03)3) - каолин - пластинчатый наполнитель – белая глина = 2580 кг/м3; Размер частиц 1-2 мкм. Легко диспергируется в полимерах. Дороже мела, повышает твердость и вязкость, содержит гидратную воду. Применение: ПВХ, полиэфирные премиксы, каучуки.
Полевой шпат (Al2O3*SiO2) размер частиц 5-15 мкм. = 2600; полупрозрачный наполнитель. Мало повышает вязкость, химически-, атмосфере-, износостойкий, безвреден (разрешен для применения в пищевых рецептурах), дает более прочные композиции, чем мел. Применение: термопласты (ПВХ, ПА, ПАН, ЭВА), полиэфирные премиксы. 1 - 5 мкм .
Кремнезем (SiO2) - диатомит, кварц, аэросил, силикагель, кварцевая мука
= 2650; удельная поверхность (аэросил) 130, 200, 300 ,380 м2/г. Увеличивает вязкость, твердость, жесткость термопластов, усиливает каучуки, композиции на основе ЭС и ФФС. Отличается очень низким КЛТР (до 0,3*10-61/0C). Применение: ПВХ, ФФС, эластомеры, особенно силоксановые.
Гидратированный силикат магния (MgSiO3*nН2O) - тальк -пластинчатый наполнитель = 2700; усиливающий (или неактивный) наполнитель белого цвета. Повышает жесткость, придает электроизоляционные свойства, снижает усадку, снижает ползучесть, снижает вязкость. Применение: ПП, ПВХ., ПЭ, ПС.
Кроме основных перечисленных наполнителей встречаются:
Гранит, базальт, диабаз: = 2650-3100; твердые химически стойкие наполнители темных цветов (кроме гранита). Применение - полимербетон. синтетический гранит, искусственные камни (отделка).
Карбиды (пример: SiC =3200, высокая теплопроводность, износостойкость)
Оксиды металлов: A1203, = 3500, высокие электроизоляционные свойства; применение: эпоксиды, полизфирные компаунды. Fe3O4, = 5200; красный пигмент, магнитные свойства; применение - эпоксиды, НПС. Pb3O4 , = 8500, красный пигмент (сурик), хорошо поглощает -лучи; применение - термопласты, реактопласты. МgО, =3600, белый наполнитель, хорошо поглощает УФ-лучи; применение - эластомеры (сшивающий агент). ТiО2, = 4300, широко распространенный белый пигмент для эластомеров и термопластов и реактопластов. ZnO - белый темнеющий пигмент; применение - сшивающий агент для эластомеров. BaSO4 - барит, =4500, белый пигмент, экранирует УФ-лучи и -лучи. ZrO2 - дает электропроводные композиции. сульфиды, селениды: дисульфид молибдена МоS2; = 4800; резко cнижает коэффициент трения, аналогичным действием обладают диселениды МоS2,WSe2, TaSe. Повышают износостойкость ПА, ПЭ ПК Ф4 титанат бария: ВаТiО2; =5900; улучшает электрич. свойства эпоксидов.
В целом минеральные наполнители повышают модуль, твердость, вязкость композитов, улучшают стабильность размеров, снижает КЛТР, усадку, ползучесть.
