Дисперсные наполнители в полимерных композиционных материалах и пластмассах

Для придания полимерным композиционным материалам определённых свойств применяют различного рода наполнители. Наиболее распространёнными являются дисперсные наполнители неорганического и органического происхождения. Они были одними из первых наполнителей ПКМ, а для производства пресс материалов на основе фенолформальдегидных смол изначально применялась древесная мука.

В качестве дисперсных наполнителей используют вещества порошкообразной консистенции с широким диапазоном размеров частиц: от 2-10мкм. до 250-300 мкм. Чаще всего в производстве используют наполнители, размер частиц которых не превышает 40 мкм. Современные нанотехнологии создания композитов предусматривают использование частиц, размер которых менее 1 мкм. Количество дисперсных наполнителей, содержащихся в ПКМ, может изменяться от 2-5 до 80%.

Как правило, полимерные композиционные материалы с дисперсными наполнителями обладают изотропными свойствами, но в ходе производства происходит заметная переориентация частиц наполнителя, которые имеют асимметрическую форму. Это приводит к появлению незначительных анизотропных свойств, что более характерно материалам с волокнистыми наполнителями.

Требования

К дисперсионным наполнителям ПМК предъявляется ряд важнейших требований:

• - хорошая совместимость с полимерами или способность диспергировать в них;
• - быстрая смачиваемость растворами или расплавами полимеров;
• - однородный размер частиц;
• - слабая способность к агломерации (образованию более крупных частиц);
• - низкий показатель влажности, что достигается методом сушки.

Кроме того, применение тех или иных связующих компонентов в ПКМ предъявляет дополнительные требования и к дисперсионным наполнителям. При производстве реактопластов дисперсионные наполнители должны выступать в роли катализаторов и оказывать воздействие на процесс отверждения изделий. При изготовлении термопластов очень важно для улучшения сцепления с формой-матрицей применять дисперсные наполнители с шероховатой поверхностью частиц.

Чтобы улучшить смачивание наполнителя полимерными смолами, ускорить адгезию, снизить вероятность агломерационных процессов производят обработку порошкообразных наполнителей поверхностно-активными веществами. В целях повышения сцепления полимера с дисперсным наполнителем применяют реакционно-функциональные группы, которые специально формируют и вносят в наполнитель.