前言

我國是當今世界上塑料制品生產(chǎn)大國、消費大國，也是無機粉體在塑料制品中應用大國。無機材料資源豐富、價格低廉、品種多、用途廣，為塑料加工工業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟效益，產(chǎn)生了有目共睹的生態(tài)效益和社會效益。

無機材料擴大了塑料在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍工、航空、航天、醫(yī)療等領域中的應用，PP、PE、PA、PVC、ABS、PS、PC等多種樹脂添加無機材料，可有效降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的同時，在增強、阻燃、隔熱、保溫、降解等方面提供了其它材料難以替代的重要性能。

呈纖維狀結(jié)構(gòu)的無機材料主要有硅灰石、石棉、晶須類和特種爐渣等材料，由于衛(wèi)生安全及加工成本、原料來源等諸多因素，在高分子聚合物中硅灰石的礦產(chǎn)資源、價格成本、性能指標、應用工藝均有特殊的明顯優(yōu)勢。

硅灰石在PA、PP、PE、PVC、ABS、PS、PC等多種樹脂生產(chǎn)的板材、片材、管材、中空制品、注塑制品及各種零部件中得到推廣應用，可明顯提高塑料制品的拉伸強度、彎曲強度和熱變形溫度，降低模塑收縮率和塑料制品翹曲變形，降低生產(chǎn)成本等，得到了業(yè)界的認可。

硅灰石的物理性能

硅灰石屬天然的白色硅酸鈣，化學式CaSiO3，比重2.9g/cm3，莫氏硬度4.5，折射率1.63，化學成分見表1。

硅灰石是天然的硅酸鈣（CaSiO3），呈淺白色針狀結(jié)構(gòu)，是一種無毒、無味、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小的惰性纖維狀礦物材料，可用于塑料的增強改性。

采用獨特的加工工藝，使硅灰石保持較好的短纖維狀結(jié)構(gòu)，長徑比可達15:1~20:1，被人們稱為優(yōu)良的天然礦物纖維，應用在某些領域可替代玻纖。
          采用先進的生產(chǎn)設備加工硅灰石時，粒度分布窄，大顆粒及極易團聚的微小粒子較少，在高分子聚合物中分散性好。

  硅灰石在塑料制品中的應用特點

們將硅灰石與PA6、PP等樹脂在不同添加量時作了大量應用試驗，有關數(shù)據(jù)見表2、表3。
表2  硅灰石在PA6中應用的檢測指標（典型值）：
                                                                                                                                                                   

表3  硅灰石在PP中應用的檢測指標，（典型值）：

 

3.2  從上表中和國內(nèi)外客戶應用中得知，硅灰石具有以下優(yōu)異性能和特點。

3.2.1  顯著提高高分子聚合物的彎曲強度和彎曲模量   
       在PA6中加入礦纖后，會明顯的提高彎曲強度。 這就體現(xiàn)出來礦纖的針狀結(jié)構(gòu)和剛性特點，在片材、板材、薄膜、大型管材、中空制品、滾塑制品等產(chǎn)品中會有明顯的產(chǎn)品技術優(yōu)勢。
       從應用數(shù)據(jù)中看出，加入礦纖后，彎曲模量會有大幅度的提高，當在PA6和PP中加入40%礦纖時，彎曲模量提高約一倍。
3.2.2 提高拉伸強度
  在PA6中隨著加入量的增加，拉伸強度在增加，在加入20%～30%時，會保持在一個高的水平線上，目數(shù)越細，拉伸強度越好。
   在PP中加入1250目的硅灰石10%時，拉伸強度與純樹脂接近，隨著添加量提高，拉伸強度呈下降趨勢。在PP中礦纖粒度的變化對拉伸強度也有不規(guī)則的變化，粒度過小，長徑比也相應小，纖維作用減弱，會對拉伸強度產(chǎn)生影響，這有待進一步試驗驗證。
3.2.3  提高熱變形溫度
塑料制品的耐熱性差是制約塑料應用的重要原因。在工程塑料、通用塑料、特種塑料中可適當添加礦纖提高塑料的耐熱溫度。在不同的塑料制品中，如各類燈具、耐熱零部件、電線、電纜、片材、薄膜、管材等，隨著礦纖的加入量增加，耐熱性提高，當加入40%以上時，耐熱溫度可提高近一倍。
3.2.4  改善耐刮擦性和耐摩擦性
礦纖的硬度明顯高于塑料，耐熱性又是礦纖的優(yōu)勢，在高分子聚合物中加入適量的礦纖，可提高塑料制品的耐刮擦性和耐摩擦性，應用在流動物體的輸送管道、器皿和物體之間互相摩擦的零部件方面，具有較好的耐刮擦性和耐摩擦性。
3.2  從上表中和國內(nèi)外客戶應用中得知，硅灰石具有以下優(yōu)異性能和特點。
3.2.1  顯著提高高分子聚合物的彎曲強度和彎曲模量   
       在PA6中加入礦纖后，會明顯的提高彎曲強度。 這就體現(xiàn)出來礦纖的針狀結(jié)構(gòu)和剛性特點，在片材、板材、薄膜、大型管材、中空制品、滾塑制品等產(chǎn)品中會有明顯的產(chǎn)品技術優(yōu)勢。
       從應用數(shù)據(jù)中看出，加入礦纖后，彎曲模量會有大幅度的提高，當在PA6和PP中加入40%礦纖時，彎曲模量提高約一倍。
3.2.2 提高拉伸強度
  在PA6中隨著加入量的增加，拉伸強度在增加，在加入20%～30%時，會保持在一個高的水平線上，目數(shù)越細，拉伸強度越好。
   在PP中加入1250目的硅灰石10%時，拉伸強度與純樹脂接近，隨著添加量提高，拉伸強度呈下降趨勢。在PP中礦纖粒度的變化對拉伸強度也有不規(guī)則的變化，粒度過小，長徑比也相應小，纖維作用減弱，會對拉伸強度產(chǎn)生影響，這有待進一步試驗驗證。
3.2.3  提高熱變形溫度
塑料制品的耐熱性差是制約塑料應用的重要原因。在工程塑料、通用塑料、特種塑料中可適當添加礦纖提高塑料的耐熱溫度。在不同的塑料制品中，如各類燈具、耐熱零部件、電線、電纜、片材、薄膜、管材等，隨著礦纖的加入量增加，耐熱性提高，當加入40%以上時，耐熱溫度可提高近一倍。
3.2.4  改善耐刮擦性和耐摩擦性
礦纖的硬度明顯高于塑料，耐熱性又是礦纖的優(yōu)勢，在高分子聚合物中加入適量的礦纖，可提高塑料制品的耐刮擦性和耐摩擦性，應用在流動物體的輸送管道、器皿和物體之間互相摩擦的零部件方面，具有較好的耐刮擦性和耐摩擦性。
3.2.5  提高尺寸穩(wěn)定性，有效地減少材料的收縮率及制品翹曲變形
塑料制品的收縮率是影響塑料精密件的重要加工因素，如PA、PP的收縮率在1～2%左右，而加入礦纖后，可明顯降低收縮率，提高生產(chǎn)效率，在精密注塑零部件和大型塑料制品制造加工過程中加入適量的礦纖，可有效地保持塑料制品的尺寸穩(wěn)定性，還可縮短加工冷卻周期，會有特殊的應用效果和意義。
3.2.6  優(yōu)異的加工穩(wěn)定性和生產(chǎn)成型性能
無機材料粘度低，加工穩(wěn)定性好，在高分子聚合物中加入一定量的無機材料，可有效降低加工粘度，改善生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，并且有益制品的成型性。
3.2.7  改善塑料制品的外觀，無表面浮纖現(xiàn)象，使制品富于自然光澤
塑料制品在高溫、高壓、高剪切等條件下加工生產(chǎn)，當物料脫離模具、模腔后，溫度會大幅下降，制品應力難以在短時間內(nèi)釋放。特別是在板材、片材和大型塑料制品生產(chǎn)時，會出現(xiàn)明顯的凸凹收縮缺陷，還會產(chǎn)生翹曲、彎曲等現(xiàn)象，而在加入礦纖后，可有效地解決這些問題。
3.2.8  改善吸水性能  在PA中加入礦纖后可避免因制品吸水而導致彎曲強度及彎曲模量下降的缺點
由于硅灰石的性能穩(wěn)定，吸水率低，在易吸水而影響產(chǎn)品質(zhì)量的樹脂中添加適量的礦纖后，可縮短樹脂的干燥時間，還能有效地改善塑料因吸水率過高致使產(chǎn)品的物理性能下降、外觀表面粗糙等現(xiàn)象。
3.2.9  降低塑料制品生產(chǎn)成本
礦物纖維（硅灰石）來源豐富，價格優(yōu)勢明顯，硅灰石在改善塑料制品性能的同時，可有效地降低生產(chǎn)成本，為生產(chǎn)企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟效益。