塑料改性技术急需突破的增重和填料表面处理问题
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01
“增重” 问题
非金属矿物的密度比合成树脂大很多，通常都要大二、三倍，有的如重晶石粉比聚乙烯或聚丙烯的密度要大五倍左右。有的矿物填料表面看起来密度并不太大，但只能说堆积密度不算大，真正分散到塑料基体中以单一颗粒存在时，其真实密度就显现出来。尽管矿物填料在质量上一比一地代替了基体塑料，但它所占有的体积仅为同样质量的基体塑料的几分之一。
如果矿物填料的颗粒与基体树脂紧密接触，没有空隙的话，那么这种体积上的差别将直接影响到以面积或长度计量的塑料材料及制品的数量，例如管子和 异型材的长度或人造革的面积；也直接影响到注射成型制品的数量。因为注射成型的模具型腔的容积是一定的，同样质量的熔体如果体积不同，所能成型的注射制品的数量就会减少，结果在使用填料降低制品成本、增加经济效益的同时，出现了长度、面积、制品个数减少的负面效应。
塑料加工企业会衡量正负两种因素的影响来决定是否有必要使用填料。需要指出的是有的塑料制品对填料带来的增重负面影响不敏感，甚至需要提高塑料材料的密度，如海水养殖用的塑料网坠、音箱的壳体（质量大音响效果好）以及 一些家电的底座等。也有一些情况显现出制品的长度或面积对填料密度不敏感，即在最终的塑料材料及制品中，同样质量的物料得到的长度、面积变化不大，如单向拉伸的聚丙烯扁丝、打包带、撕裂膜以及聚乙烯吹塑薄膜、中空容器等。
这主要是因为这些塑料制品在加工过程中，基体塑料被拉伸或吹胀，分子之间出现空隙，大分子与填料粒子之间也出现空隙，使填充材料的密度上升不多， 更重要的是这种填充体系的性能仍能满足使用要求，从而凸现出使用填料降低成本的优势。
02
填料表面处理问题
无机粉体材料作为塑料的填料，在多数情况下应当首先使其颗粒表面有机化， 即从亲水性转为亲油性，通常称之为 “活化”。自 20 世纪 80 年代开始，硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、磷酸酯等偶联剂以及硅烷偶联剂都已被广泛地用作无机粉体材料的表面处理剂，取得了明显的效果。
但是随着一些专家学者研究工作的深入，提出新的学说或途径，人们才意识到填料颗粒表面处理技术及处理的效果还远远没有研究清楚。清华大学于建教授提出利用材料体系中组成物质之间的作用关系，对高分子/ 无机粉体复合体系中各种微观相界面进行划分的基本方法和原则，找到了对不同层次的微观相界面进行设计和调控的有效方法，从而实现了 CaCO3 / HDPE 或 CaCO3 / PP 体系的抗冲击性能质的飞跃。
福建师范大学章文贡教授在多年探索和总结国内外无机粉体改性理论与实践的基础 上提出无机粉体表面原位组合化学改性（简称为 CCM/ NPS-IS）的原理、实施步骤、研究对象和主要内容等，认为这是继偶联剂改性之后的第三代无机粉体表面改性新技术。
上海哲华化工材料有限公司、上海高兴新材料有限公司和宝鸡云鹏塑料科技有限公 司的科技人员也对无机粉体表面处理的原理和技术发起冲击，并取得令人鼓舞的成就。这些新的思路和方法正向传统的以偶联剂为核心的表面处理技术发起挑战， 粉体表面处理的学术和技术正面临着重大突破。
来源：《塑料改性实用技术》、新材料研习社
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