在高分子化工中,填料(填充劑)是用量大的添加劑,幾乎所有的塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、天然橡膠和涂料都使用大量填料。例如,制造塑料時加入木粉、陶土或碳酸鈣等,不僅能改善制品力學(xué)性能,增加硬度,而且還可降低成本;用石墨、磁粉或云母作填料,可提高塑料的導(dǎo)電、通磁和耐熱性;橡膠中加入炭黑或二氧化硅(白炭黑)可顯著提高制品的物性;紡絲液中加入鈦白粉(二氧化鈦)可以遮光和染色。在涂料工業(yè)中常加入白色或帶色填料(如鈦白粉、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇等)以改善涂料的光學(xué)、物理和化學(xué)性能,這類用途的填料(填充劑)稱為體質(zhì)顏料或展色料。
填料的作用機(jī)理:填料作為添加劑,主要是通過它占據(jù)體積發(fā)揮作用,由于填料的存在,基體材料的分子鏈就不能再占據(jù)原來的全部空間,使得相連的鏈段在某種程度上被固定化,并可能引起基體聚合物的取向。由于填料的尺寸穩(wěn)定性,在填充的聚合物中,聚合物界面區(qū)域內(nèi)的分子鏈運動受到限制,而使玻璃化溫度上升,熱變形溫度提高,收縮率降低,彈性模量、硬度、剛度、沖擊強(qiáng)度提高。
近些年來,陶瓷填料漸斯應(yīng)用于電廠冷卻塔中,陶瓷填料的特點是防老化。不易發(fā)生幾何變形,不脆裂,且防腐蝕,耐酸、耐堿性能好。這種填料還有一個特點就是防凍性非常好,陶究填料的壽命比較長,使用壽命的設(shè)計時間為30年。這種填料的初投資比較大,機(jī)組服役30年不用更換填料,運行維護(hù)維修費用相比其他材料也比較低。