填料的加入對基體樹脂力學性能可能帶來好的變化，也會產生不利的影響。填充塑料的力學性能，主要考察彈性模量、拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度、彎曲強度等。

 

       一、彈性模量

       通常樹脂的彈性模量較低，即使是彈性模量較高的聚酯、聚酰胺，也僅為金屬彈性模量的 2.5-10 %。而填料的彈性模量比聚合物的彈性模量大很多倍，所以填料的加入會使填充塑料的彈性模量增大。

一般說來大顆粒填料，對填充體系的彈性模量增大較少，而當填料顆粒的縱橫尺寸比較大時，如片狀和纖維狀填料，則對填充體系的彈性模量增大顯著。

 

 

       二、拉伸強度

       在填充塑料中，填料為分散相，被分割在基體樹脂構成的連續相中，在受力截面上基體樹脂的面積必然小于純樹脂構成的材料，在外力作用下基體樹脂易從填料顆粒表面被拉開，所以填充塑料的拉伸強度較純樹脂體系有所下降。

       在拉伸應力作用下，基體從填料顆粒表面被拉開，產生微細空洞，空洞中的空氣與周圍材料的折光指數不同，就會出現比原來材料顏色發白的現象，即產生應力發白現象。填料粒徑越大，顆粒隨基體樹脂變形的可能性越小，產生應力發白現象就越明顯。

       但并非所有填充體系的拉伸強度都低于基體樹脂，經表面處理的超細填料，增加了填料與樹脂的接觸面積，改善了填料與基體樹脂的黏合性，在拉伸應力作用下，填料顆粒可與基體樹脂一起移動變形，增加了承受外界負荷的有效截面，使填充體系的拉伸強度顯著提高，甚至高于基體的拉伸強度。聚乙烯與填料的黏合性較差，但基體被拉伸時，可沿填料顆粒周圍取向，故大多數填料都能提高聚乙烯的拉伸強度。另外，高表面積的片狀或纖維狀填料也能顯著提高填充體系的拉伸強度。

 

 

       三、斷裂伸長率

       因為絕大多數填料特別是無機礦物填料本身是剛性的，在外力作用下不會發生變形，所以填充塑料的斷裂伸長率有所下降。但試驗中發現，在填料用量低于 5 %，而且填料的粒徑又很小時，填充塑料的斷裂伸長率有時比基體樹脂本身的斷裂伸長率還要高，這可能是由于在低濃度時填料的細小顆粒能與基體一起移動的緣故。填充量相同,填料的粒徑越小，斷裂伸長率越高。

 

       四、彎曲強度

       填充塑料的彎曲強度隨填料加入量的增加而下降。片狀填料或經過偶聯劑改性的填料，可使填充塑料的彎曲強度提高。

       永久形變影響塑料制品的尺寸穩定性。填料的存在可使填充塑料的永久形變減小。

 

       五、沖擊強度

       沖擊強度是塑料材料的一項重要性能指標。在基體中，填料顆粒易產生應力集中，同時剛性填料在受力時不會產生變形，即不能終止裂紋或產生銀紋吸收沖擊能，所以使填充塑料的脆性增加，抗沖擊性能下降，這也是填充改性在獲取多種利益的同時帶來的材料性能劣化的重要方面。

       一般來說，填充量較大時，影響基體的連續性，并形成許多應力集中點，使填充塑料的沖擊性能降低；填料與基體的黏合強度高，可提高沖擊強度﹔因纖維狀填料能在與沖擊應力垂直的更大面積上分布沖擊應力，故可以提高纖維增強塑料的沖擊強度；在塑料中加入橡膠或熱塑性彈性體，通過共混來增加塑料的韌性，可提高抗沖擊性能。近年發展的剛性粒子增韌理論認為，使用非彈性體粒子，在不犧牲材料彈性模量的情況下，可提高材料的沖擊強度。

 

 

       六、撕裂強度與壓縮強度

       撕裂強度主要是對薄膜和片材而言，它決定于裂紋的擴展，需要對填料進行表面處理，提高填料與聚合物的粘接性能。

       對填料進行表面處理也有利于改善材料的壓縮強度。而填充木粉等柔性填料會導致材料的壓縮強度下降。在熱塑性塑料中，添加長徑比較小的填料可以增加壓縮強度。

 

 

轉自——網絡

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