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在高分子化工中,填料(填充剂)是用量大的添加剂,几乎所有的塑料(包括热塑性和热固性塑料)、天然橡胶和涂料都使用大量填料。例如,制造塑料时加入木粉、陶土或碳酸钙等,不仅能改善制品力学性能,增加硬度,而且还可降低成本;用石墨、磁粉或云母作填料,可提高塑料的导电、通磁和耐热性;橡胶中加入炭黑或二氧化硅(白炭黑)可显著提高制品的物性;纺丝液中加入钛白粉(二氧化钛)可以遮光和染色。在涂料工业中常加入白色或带色填料(如钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等)以改善涂料的光学、物理和化学性能,这类用途的填料(填充剂)称为体质颜料或展色料。
填料作用
填料使得物料黏度增加,特别是纤维填料使黏度明显增加。添加前的填料需经过脱水处理,以避免消耗掉部分异氰酸酯。注意生成二氧化碳会导致树脂出现发泡现象,影响聚氨酯树脂的物性。
为了能够加快填料润湿速度,同时降低体系黏度}l_.或者在聚氨酯树脂中添加更多的填料,有时需预先在树脂中添加润、湿分散剂。
模内漆是具有涂料、色浆和脱模剂三种功能的助剂。它均匀喷涂在模具内,漆膜干燥后,即可模塑聚氨酯鞋底、自结皮泡沫塑料、聚氨酯软泡.硬泡制品脱模后,色漆附着在成型周化的制品上。
填料的作用机理:填料作为添加剂,主要是通过它占据体积发挥作用,由于填料的存在,基体材料的分子链就不能再占据原来的全部空间,使得相连的链段在某种程度上被固定化,并可能引起基体聚合物的取向。由于填料的尺寸稳定性,在填充的聚合物中,聚合物界面区域内的分子链运动受到限制,而使玻璃化温度上升,热变形温度提高,收缩率降低,弹性模量、硬度、刚度、冲击强度提高。
填料选用准则
对于某种特殊应用,填料填料的佳标准是根据复合材料所期望达到的性能而定,但考虑到下述基本原则。
1、填料在加工过程中保持其原有结构,并保持惰性、不溶性、热稳定性、不挥发性、无催化活性和低的吸附性。
2、填料与基材能够相容,无腐蚀性。
3、容易处理,堆积密度高,水分含量低,低尘,性。
4、易得,货源充足,价格适中,质量稳定。
填料的种类
填料的种类很多,铝粉、锌粉铜粉、银粉等金属粉末可用作导电填料。水泥、粉煤灰等也可用作填料。木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料。氟化钙可少量用于聚氨酯胶黏剂和密封胶体系;兼具二氧化碳吸收剂的作用。
冷却塔填料用到的材料肖术材、石棉水泥、水泥网格、 塑料、玻璃钢、陶瓷等。
早的冷却塔用到的材料只有木材。由于木材容易得到,从冷却塔出现到20世纪60年代,冷却塔内的填料几乎都是由木材制成。
红木由于它的防腐特性,是早期冷却塔填料常用材料。生长时间长的红木外形直且结实,使用寿命长,容易利用,因此价格较高。后来,老红木开始短缺,并且价格不断攀升。
20世纪五、六十年代,石棉水泥薄板曾作为冷却塔填料的材质而广泛应用。这种材料有很好的防腐蚀性。但人们发现石棉水泥在加工生产过程中对环境有害,所以这种材料的应用逐渐减少,有些国家已经禁用。
70年代左右,塑料填料的出现是冷却塔发展的一个重大。塑料填料先应用是在采暖通风与空调行业,后来又应用到精炼与电厂工业。这种填料的特点是防腐蚀性很好,可以长期利用。塑料膜式填料更是冷却塔发展史上的一大创新,由于它增加了水与空气的接触面积。从而具有更好的冷却能力。但是在冷却塔高温潮湿的工作条件下,塑料填料在工作3年左右的时间后会发生老化变形的现象,影响冷却效率。而且冬季结冰也会对塑料填料造成比较大的影响。