Наполнители, используемые в производстве композиционных материалов

Принципиально в состав термопластичных древесно-полимерных композиционных материалов могут быть с различными целями включены и другие виды наполнителей, используемых в производстве композиционных материалов.

Минеральные наполнители (Mineral)

В качестве минеральных наполнителей используют: тальк, каолин, мел, слюду, аэросил (диоксид кремния), волластонит, асбест и др. Увеличивают жесткость, теплостойкость, дугостойкость, искростойкость. В основном уменьшают коробление за счет снижения анизотропии усадки. Практически не повышают износ пресс-формы и литьевой машины. Могут увеличивать или уменьшать прочность. Часто снижает ударную прочность, относительное удлинение при разрыве. Увеличивают плотность изделий.

Тальк (Talc)

Минеральный наполнитель. Умеренно повышает прочность, жесткость, теплостойкость. Уменьшает ударопрочность. Снижает анизотропию усадки и коробление. Относится к "мягким" наполнителям (не повышает износ пресс-формы и литьевой машины).

Каолин (Kaolin, clay)

Минеральный наполнитель - белая глина с размерами частиц 2-3 мкм, состоит из минерала каолинита, алюмосиликат. Увеличивает жесткость и теплостойкость. Улучшает окрашиваемость. Снижает анизотропию усадки и коробление.

Мел (Сhalk, calcium carbonate, CaCO3)

Минеральный наполнитель. Придает белый цвет. Уменьшает анизотропию усадки и коробление. Снижает стоимость материала. Относится к "мягким" наполнителям (не повышает износ пресс-формы и литьевой машины).

Слюда (Mica)

Минеральный наполнитель. Умеренно повышает прочность, жесткость, теплостойкость. Уменьшает ударопрочность. Снижает анизотропию усадки и коробление. Относится к "мягким" наполнителям (не повышает износ пресс-формы и литьевой машины).

Волластонит (Wollastonite)

Коротковолокнистый белый природный силикат кальция. Применяется в качестве минерального наполнителя. Кроме того используется как термостабилизатор PVC. Повышает жесткость и теплостойкость. Снижает ударопрочность. Может увеличивать анизотропию усадки и коробление.

Магнитные наполнители (Magnet)

Создают магнитные свойства композициям (магнитопластам, магнитоэластам). В качестве магнитных наполнителей для постоянных магнитов применяют ферриты бария и стронция, сплавы редкоземельных элементов. Перерабатываются без наложения и с наложением магнитного поля. Значительно повышают износ пресс-формы и литьевой машины.

Металлические наполнители (Metallic, stainless steel, aluminium, copper, bronze)

В качестве металлических наполнителей применяют нержавеющую сталь, алюминий, медь, бронзу (в форме волокна, чешуек, порошка). Значительно повышают прочность, жесткость, ударопрочность. Повышают электропроводность и теплопроводность. Используется в композитах для ЭМИ-экранирования. Применяются для получения тяжелых материалов (с полностью 2-10 г/см3). Стальное волокно также используется в длинноволоконных композитах в сочетании со стекловолокном. Значительно повышают износ пресс-формы и литьевой машины.

Полимерные волокна (Polymeric fiber, synthetic fiber, polyamide fiber, polyester fiber, aramid fiber, Kevlar fiber)

В качестве полимерных волокон применяются арамидные, полиамидные и полиэфирные и др. волокна. Относятся к "мягким" наполнителям (не повышают износ пресс-формы и литьевой машины). Арамидное волокно (Kevlar) используется как антифрикционная добавка.

Стекловолокно (Glass fiber, GF Обычное стекловолокно имеет длину частиц 0.3-0.65 мм, диаметр 10-15 мкм.)

Значительно увеличивает механическую прочность, жесткость, устойчивость к ползучести (особенно при повышенных температурах), усталостную прочность (особенно для аморфных полимеров), твердость, теплостойкость. Увеличивает ударную вязкость для изделий с надрезами для полимеров с низкой ударной вязкостью. Снижает ударную вязкость для изделий с надрезами для пластичных полимеров с высокой ударной вязкостью. Повышает стабильность размеров. Повышает износостойкость PA 6, PA 66, PA 12. Практически не влияет на электрические свойства. Увеличивает анизотропию усадки и коробление. Снижает относительное удлинение при разрыве. Увеличивает плотность изделия. Значительно повышает износ пресс-формы и литьевой машины. Может ухудшать внешний вид изделия.

Стекловолокно длинное (Long glass fiber, LGF Стекловолокно с длиной частиц 10-12 мм.)

Очень сильно увеличивает прочность, жесткость, ударопрочность. Обеспечивает очень высокую стабильность размеров. Дает очень высокую анизотропию механических характеристик и усадки. Материалы, наполненные длинным стекловолокном (длинноволоконные термопласты, ДВТ), требуют особых условий переработки для предотвращения разрушения волокна.

Стекловолокно мелкорубленное (Short glass fiber, milled glass fiber)

Стекловолокно с длиной частиц ок. 0.08 мм. Умеренно увеличивает механическую прочность, жесткость. По сравнению с обычным стекловолокном снижает анизотропию механических характеристик и усадки, уменьшает коробление. Значительно повышает износ пресс-формы и литьевой машины.

Стеклянные сферы (полые), стеклянные микросферы (Glass bubbles, glass hollow spheres)

Увеличивают жесткость. Снижают вес изделия. Снижают анизотропию усадки и коробление. Уменьшают прочность, ударопрочность.

Стеклянные шарики, стеклянные микрошарики (Glass beads, GB, microbeads, glass solid spheres)

Размер частиц: 40-50 мкм. Увеличивают прочность на сжатие, жесткость, твердость, износостойкость, теплостойкость. Повышают стабильность размеров. Уменьшают ударопрочность. Увеличивают хрупкость. Снижают анизотропию усадки и коробление.

Углеволокно, углеродное волокно (Carbon fiber, carbon)

Сильно увеличивает жесткость. Снижает ползучесть. Повышает прочность, усталостную прочность, теплостойкость. Значительно увеличивает теплопроводность, электропроводность. Может повышать коробление.