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. Н.-преим. Твердые неорг. Или орг. В-ва, естественного (минерального или растительного) и искусственного происхождения. К Н. Относят также газы в пенопластах и жидкости, напр. Масла в маслонаполненных каучуках (см. Наполненные каучуки, а также Наполненные полимеры). Характер взаимод. Твердых Н. С др. Компонентами смесей [смачивание, адсорбция, адгезия, трение и(или) хим.

Р-ции] определяется гл. Обр. Составом Н. И структурой их пов-сти. Св-ва пов-сти зависят не только от природы и фазовой структуры Н., 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 Н., ее дефектность и шероховатость. Твердые Н.

Делят на дисперсные, или порошковые, и непрерывные армирующие. В качестве дисперсных Н. 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 Н. С др. Компонентами композиции осуществляют в осн. Смешением. Осн. Характеристики дисперсных Н.-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 Н. Обычно варьируют от 10 нм до 0,1 мм, уд. Пов-сть-от 0,3 до 30 м 2/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 Н. Делят на активные, оказывающие упрочняющий (армирующий) эффект, и инертные. Наиб. Эффект упрочнения эластичных полимеров достигается тонкодисперсными Н., обладающими высокой поверхностной активностью частиц, в частности техн. Углеродом и коллоидальным SiO2. Упрочнение стеклообразных полимеров обеспечивают гл. Обр. Н. 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 Н. Наиб. Широко используют волокнистые Н.-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 Н. Делят на след. Группы. Одномерные (жгуты или нити, реже-мононити). Двухмерные (ленты, ткани, нетканые листы). Объемные (цельнотканые каркасы, прошитые и собранные в пакеты листовые Н., объемные ткани).

К неволокнистым непрерывным армирующим Н. Относят монолитные или пористые ленты, листы (пленки) и открытопористые объемные материалы, напр. Поропласты, спеченные порошки. Сочетание всех типов непрерывных армирующих Н. Со связующим (матрицей) осуществляют обычно пропиткой их жидкими композициями (расплавами, р-рами, дисперсиями связующих) и осаждением матрицы на Н. Из газовой фазы. При получении полимерных материалов и изделий часто применяют совместно дисперсные и непрерывные Н. (см. Премиксы, Препреги )или разл. Типы непрерывных армирующих Н. (т. Наз. Гибридные Н.). Лит. Наполнители для полимерных композиционных материалов. Справочное пособие, пер. С англ., М., 1981. П. Г. Бабаевский.