Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


НАПОЛНИТЕЛИ

НАПОЛНИТЕЛИ, вещества или материалы, к-рые вводят в состав полимерных композиц. материалов (напр., пластич. масс, резин, клеев, герметиков, компаундов, лакокрасочных материалов) с целью модификации эксплуатац. св-в, облегчения переработки, а также снижения их стоимости. Выполняющие аналогичные ф-ции в-ва или материалы, к-рые вводят в смеси строит. р-ров и бетонов, наз. заполнителями, а в медицинские и др. препараты-разбавите-лями.

Наполнители-преим. твердые неорг. или орг. в-ва, естественного (минерального или растительного) и искусственного происхождения. К наполнителям относят также газы в пенопластах и жидкости, напр. масла в маслонаполненных каучуках (см. Наполненные каучуки, а также Наполненные полимеры).

Характер взаимод. твердых наполнителей с др. компонентами смесей [смачивание, адсорбция, адгезия, трение и(или) хим. р-ции] определяется гл. обр. составом наполнителей и структурой их пов-сти. Св-ва пов-сти зависят не только от природы и фазовой структуры наполнителей, но и от способа и условии их получения, а также от обработки пов-сти. В последнем случае наиб, широко используют след. физ. и хим. методы: адсорбционная, в т.ч. хемосорбционная, модификация с помощью ПАВ; нанесение спец. покрытий (напр., защитных, эластичных); обработка окислителями или восстановителями; создание на пов-сти функц. групп, прививка молекул, имплантация нейтральных атомов или ионов; воздействие высокоэнерге-тич. излучений (электромагнитных, электронных, нейтронных) и электрич. разрядов. Важное значение имеют также общая или уд. величина пов-сти наполнителя, ее дефектность и шероховатость.

Твердые наполнители делят на дисперсные, или порошковые, и непрерывные армирующие.

В качестве дисперсных наполнителей наиб. широко используют: минеральные-порошкообразные кристаллич. оксиды, соли, в т.ч. силикаты и алюмосиликаты, напр. мел, известняк, доломит, кварц, каолин, тальк, слюда, волластонит и асбест; прир. органические-измельченные древесные отходы, кожура орехов, шелуха риса; искусственные-техн. углерод, коллоидальный SiO2, стеклянные, углеродные, органические (полимерные) и др. порошки и микросферы (в т.ч. полые), игольчатые монокристаллы (усы). Совмещение дисперсных наполнителей с др. компонентами композиции осуществляют в осн. смешением.

Осн. характеристики дисперсных наполнителей-форма, размеры и распределение по размерам частиц. По форме частицы м.б. отнесены к одному из трех главных типов: изометрический, или блочный, близкий к сферич. или кубич. форме; анизометрический волокнистый, или игольчатый, близкий к цилиндрич. или призматич. форме; анизометрический пластинчатый, или чешуйчатый, близкий к форме диска или плоского параллелепипеда.

Размеры блочных частиц оценивают одним средним, или эффективным, значением, напр. диаметром эквивалентной сферы, объем к-рой равен объему частицы, или миним. размером отверстия сита, через к-рое проходит частица. Анизометрич. частицы характеризуют наиб. и наименьшим размерами, отношение к-рых наз. степенью асимметрии или характеристич. отношением. Размеры частиц дисперсных наполнителей обычно варьируют от 10 нм до 0,1 мм, уд. пов-сть-от 0,3 до 30 м2/г.

Форма, размеры и природа пов-сти частиц, их взаимод. между собой и с др. компонентами смесей определяют характер распределения и плотность упаковки частиц в исходном порошке и в наполненной композиции. Степень предельной упаковки-макс. объемная доля, к-рую могут занять твердые частицы при заданном типе упаковки без изменения их формы; данный показатель характеризует и предельную степень наполнения. При нерегулярной упаковке степень наполнения уменьшается с повышением характеристич. отношения и способности частиц к агрегированию. При одинаковых форме частиц и их распределении по размерам сыпучие (не агрегирующиеся) порошки имеют макс. степень предельной упаковки, рыхлые (агрегирующиеся, или структурирующиеся)-минимальную. Способность порошков поглощать жидкие компоненты характеризуется показателем маслоемкости, или смолоемкости, равным кол-ву масла или смолы, необходимому для превращения порошка в пластичную массу.

По влиянию на деформационно-прочностные св-ва полимеров дисперсные наполнители делят на активные, оказывающие упрочняющий (армирующий) эффект, и инертные. Наиб. эффект упрочнения эластичных полимеров достигается тонкодисперсными наполнителями, обладающими высокой поверхностной активностью частиц, в частности техн. углеродом и коллоидальным SiO2. Упрочнение стеклообразных полимеров обеспечивают гл. обр. наполнители с высоким характеристич. отношением (напр., дисперсные волокна, чешуйки). Для повышения тепло- и электропроводности полимерных материалов используют металлич. порошки, дисперсные волокна и графит, а для придания им магн. св-в-порошки ферромагнетиков.

В качестве н е п р е р ы в н ы х а р м и р у ю щ и х наполнителей наиб. широко используют волокнистые наполнители-углеродные, графитовые, борные, карбидные, нитридные, оксидные, стеклянные, базальтовые и полимерные хим. волокна-раздельно или в любом сочетании одного волокна с другим (см., напр., Волокна химические, Неорганические волокна, Стеклянное волокно, Углеродные волокна). Состав и св-ва их пов-сти регулируют физ. или хим. обработкой (см. также Текстильно-вспомогательные вещества).

Волокна м.б. одно- или бикомпонентными, монолитными или полыми, могут иметь круглое или др. сечение. Их диаметр в большинстве случаев лежит в интервале 7-15 мкм, реже используют более тонкие волокна (до 1 мкм) или более толстые (до 200 мкм).

По форме непрерывные волокнистые наполнители делят на след. группы: одномерные (жгуты или нити, реже-мононити); двухмерные (ленты, ткани, нетканые листы); объемные (цельнотканые каркасы, прошитые и собранные в пакеты листовые наполнители, объемные ткани).

К неволокнистым непрерывным армирующим наполнителям относят монолитные или пористые ленты, листы (пленки) и открытопористые объемные материалы, напр. поропласты, спеченные порошки.

Сочетание всех типов непрерывных армирующих наполнителей со связующим (матрицей) осуществляют обычно пропиткой их жидкими композициями (расплавами, р-рами, дисперсиями связующих) и осаждением матрицы на наполнители из газовой фазы.

При получении полимерных материалов и изделий часто применяют совместно дисперсные и непрерывные наполнители (см. Премиксы, Препреги)или разл. типы непрерывных армирующих наполнителей (т. наз. гибридные наполнители).

Лит.: Наполнители для полимерных композиционных материалов. Справочное пособие, пер. с англ., М., 1981. П. Г. Бабаевский.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн