廣州行業(yè)專家教你如何選用PVC冷卻塔填料(在行業(yè)專家實(shí)戰(zhàn)帶教中)

廣州冷卻塔填料有不同的種類，形狀及粒徑尺度及其分布。PVC配方中的填充選擇需要遵從以下幾個(gè)方面：1、不影響PVC的加工性能，2、在降低成本的同時(shí)，復(fù)合材料需要達(dá)到一定的物理性能。簡(jiǎn)而言之，填充一方面可以降低整個(gè)復(fù)合材料的成本，擴(kuò)大PVC應(yīng)用范圍，可同其他樹脂媲美。

本文介紹了填料選擇的一些基本注意事項(xiàng)。通過(guò)系統(tǒng)介紹填料的性能，了解它們?nèi)绾斡绊慞VC化合物的性能。

一．填料的作用

填料加入高分子材料中，可以增加樹脂延伸率，提高剛度和強(qiáng)度，改善沖擊性能，縮短循環(huán)成型時(shí)間， CaCO3用于PVC還可以中和PVC的降解產(chǎn)生的HCl。

填料也可用于改善高分子材料的顏色，不透明度和電導(dǎo)率。通過(guò)使用填料可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的性能組合。

傳統(tǒng)上，填料粒徑較大，價(jià)格低廉，它比PVC配方中其他組分價(jià)格便宜，所以可降低整個(gè)配方成本。然而，今天的“填料”可以是真正的改性劑。復(fù)合技術(shù)的進(jìn)步使得可以使用過(guò)去不能使用的更細(xì)的填料。今天的填充產(chǎn)品是針對(duì)特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)，旨在以新穎有趣的方式提供價(jià)值。

二、填料的種類

PVC中使用的填料中約80％為碳酸鈣，二氧化鈦為約12％，其次是約5％的煅燒粘土。剩下的幾個(gè)百分比由其它材料所組成（包括玻璃粉和滑石粉）。

碳酸鈣產(chǎn)品有寬泛的尺寸范圍，通常的重鈣是通過(guò)研磨石灰石而生產(chǎn)。二氧化鈦用作白色顏料和紫外線穩(wěn)定劑。電線電纜配方使用煅燒高嶺土，它改善材料的電性能，剩余的填料在各種專業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮不同的作用。

填料的基本性質(zhì)

粒度—大多數(shù)填料按其粒度進(jìn)行區(qū)分，測(cè)量填料粒子大小有許多中方法。當(dāng)比較兩個(gè)填料時(shí)，必須確保使用測(cè)試方法的準(zhǔn)確性。即使微小差異引起的結(jié)果也十分顯著，特別是在涉及精細(xì)填料時(shí)。

“粒徑”這個(gè)叫法本身存在誤導(dǎo)性。即使很少的一部分填料也會(huì)含有許多不同尺寸的顆粒，“粒度分布”這個(gè)叫法更為合適。填料指標(biāo)通常包括粒度分布或粒度分布中的中點(diǎn)值（平均粒徑）。“最大粒徑”是用于描述填料粒徑的另一個(gè)術(shù)語(yǔ)。

顆粒形狀 - 填料顆粒有各種形狀以及尺寸。有球狀，棒狀，片狀及不同比例的不規(guī)則形狀，形狀的唯一特征是高寬比。填料顆粒的縱橫比是顆粒最大尺寸與最小尺寸之比，填料在棒狀的情況下是長(zhǎng)度除以直徑。一個(gè)球體的長(zhǎng)寬比為1:1，而纖維狀可達(dá)到20:1。形狀在確定填料的增強(qiáng)特性方面起著重要的作用，將在后面闡述。

填料的附加屬性

硬度 - 磨損是硬度和粒度的函數(shù)，它與粒度的關(guān)系不是線性的。粗顆粒往往比細(xì)顆粒更加容易磨蝕塑料加工設(shè)備，但磨蝕還必須考慮填料中雜質(zhì)的貢獻(xiàn)。

比重- 在計(jì)算化合物的成本時(shí)，必須考慮填料的比重，因?yàn)樗a(chǎn)的塑料制品以體積而不是重量的形式出售。大多數(shù)礦物填料具有相對(duì)較高的比重，因此會(huì)提高它們所用最終產(chǎn)品的比重。

表面處理 – 市售的大部分填料都經(jīng)過(guò)表面處理。表面處理通常采用脂肪酸，如硬脂酸。表面處理后可以改善熔融配混過(guò)程中填料顆粒的分散性，減少填料對(duì)配方中其他成分的表面吸附，可改善填料的干流特性及加工特性。

填料的表面處理也影響所生產(chǎn)制品的物理性能。功能性表面包覆填料同樣用于各種樹脂中，然而在PVC行業(yè)中，脂肪酸包覆的碳酸鈣仍然是主要的填料。

粉末流動(dòng)特性- 填料的干流特性及其對(duì)PVC化合物流動(dòng)性的影響也很重要。今天的PVC工廠在自動(dòng)化材料處理設(shè)備方面投入大量資金。填料必須通過(guò)料斗和輸送管線系統(tǒng)，而不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

填料對(duì)復(fù)合材料性質(zhì)的影響

顆粒尺寸和沖擊強(qiáng)度- 所用填料的尺寸可能對(duì)PVC化合物的沖擊強(qiáng)度有顯著的影響。下圖顯示剛性PVC中碳酸鈣的沖擊強(qiáng)度和填料粒徑之間的關(guān)系。當(dāng)碳酸鈣尺寸大于1微米時(shí)，沖擊強(qiáng)度相對(duì)較低，但是隨著碳酸鈣尺寸減小到亞微米范圍內(nèi)，化合物的沖擊強(qiáng)度急劇增加。

我們可以看到如果沒(méi)有指出使用的填充物的大小，談?wù)撎盍系男阅苁菦](méi)有意義的。相同類型的填料可以根據(jù)其粒徑產(chǎn)生極大不同的沖擊試驗(yàn)結(jié)果。

剛度和長(zhǎng)寬比 -由于大多數(shù)填料比聚合物硬度要高得多，因此它們會(huì)增加剛度。復(fù)合材料的剛度（彎曲模量）隨著填料的載荷水平和縱橫比的線性函數(shù)而增加。這里的長(zhǎng)寬比是混合后的比例。在熔融配混過(guò)程中，填料的縱橫比可以通過(guò)顆粒斷裂而減少。

沖擊/剛度平衡 - 理論上，由于沖擊強(qiáng)度是顆粒尺寸的函數(shù)，剛度是縱橫比的函數(shù)，所以可以獲得具有非常小粒度的高縱橫比填料的最為理想化的狀態(tài)。不幸的是，制備具有這些性質(zhì)的填料非常困難，這是因?yàn)榕R界尺寸是填料顆粒的最大尺寸。它將變得非常脆弱，因?yàn)檫€要具有高的縱橫比，它必須非常薄。然而，通過(guò)使用具有增加水平的抗沖改性劑的最好的片狀填料，可以實(shí)現(xiàn)一些有趣的物料平衡。

拉伸性能 - 填料對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響取決于將其從聚合物基體中拉出所需的力。（假設(shè)其自身的拉伸強(qiáng)度比聚合物基體的抗拉強(qiáng)度要大得多，這對(duì)于大多數(shù)填料來(lái)說(shuō)是如此）。對(duì)于典型的碳酸鈣填料，加入填料時(shí)，拉伸強(qiáng)度會(huì)稍微降低。這是因?yàn)橛兄谔岣邲_擊強(qiáng)度的表面涂層降低了顆粒對(duì)聚合物的粘附性。增加模量的較高縱橫比的填料通常也會(huì)增加拉伸強(qiáng)度，因?yàn)榇嬖诟嗟谋砻鎭?lái)夾持聚合物。

拉伸斷裂伸長(zhǎng)通常和材料韌性相關(guān)聯(lián)，但并不完全相同，它隨著填料的粒徑減小而增加。

加工性能

?分散性 - 填料必須很好地分散在樹脂中，否則復(fù)合PVC的物理性能變差。分散與混合并不一樣，為了實(shí)現(xiàn)良好的分散，在熔融配混過(guò)程中，必須將足夠剪切，以分散可能存在的任何填料附聚物。今天的復(fù)合設(shè)備能夠處理比過(guò)去的單螺桿機(jī)器更好的填料。

塑化- 為獲得良好的物理性質(zhì)也需要適當(dāng)?shù)乃芑Ｌ砑拥奶畛鋭┛梢愿淖兓衔锏娜廴谔匦浴＝ㄗh在改變新的配方前驗(yàn)證曲線，以查看其潤(rùn)滑劑是否需要調(diào)整，以補(bǔ)償填料類型或裝載水平的變化。

干態(tài)流動(dòng)性 - 較細(xì)的填料通常比較粗的填料更難處理，它們可能在加工較粗粉體材料設(shè)備中存在問(wèn)題，這方面的加工問(wèn)題應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中加以監(jiān)督和改善大，多數(shù)問(wèn)題處理可以通過(guò)對(duì)設(shè)備的改善加以解決。

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文章關(guān)鍵詞: 填料 強(qiáng)度 性能 增加