填料是用以改善復(fù)合材料性能，并能降低成本的固體添加劑，它與增強(qiáng)材料不同，填料呈顆粒狀，因而呈現(xiàn)纖維狀的增強(qiáng)材料不作為填料使用。填料的加入能夠起到改善強(qiáng)度、降低線(xiàn)膨脹系數(shù)、提高導(dǎo)電系數(shù)、改善耐候性、提高表面光澤、改善聲學(xué)性能、增加黏度、降低成本等作用。
填料的種類(lèi)分為（1）無(wú)機(jī)填料和有機(jī)填料；（2）惰性填料和活性填料：（3）微球形（實(shí)心或空心）填料；（4）片狀、纖維狀、針狀填料；（5）玻璃粉與磨碎玻璃纖維填料；（6）復(fù)合型填料；這里主要介紹無(wú)機(jī)填料。無(wú)機(jī)填料主要以天然礦物為原料經(jīng)過(guò)開(kāi)采、加工制成的顆粒狀填料，少數(shù)填料是經(jīng)過(guò)處理制成的。
無(wú)機(jī)填料的種類(lèi)
碳酸鈣類(lèi)
碳酸鈣主要有重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣，是橡膠工業(yè)中用量?jī)H次于陶土的礦物材料，其用量約占無(wú)機(jī)礦物填料總量的27%。重質(zhì)碳酸鈣是由天然大理石、石灰石、白堊、方解石、白云石或牡蠣、貝殼等經(jīng)粉碎、分選到一定細(xì)度制得。在橡膠中主要起填充增容的作用，無(wú)補(bǔ)強(qiáng)效能。輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑在0.5~6μm之間，化學(xué)沉淀法制得，有微弱的補(bǔ)強(qiáng)效果。輕質(zhì)碳酸鈣按其粒徑大小分為普通輕鈣、超細(xì)碳酸鈣、納米鈣，超細(xì)碳酸鈣、納米鈣粒徑在0.01~0.1μm之間，有較好的補(bǔ)強(qiáng)效果。
云母粉
由天然云母礦石經(jīng)干法、濕法研磨制得其化學(xué)成分為硅酸鉀鹽。用做橡膠填充增量劑。絹云母有補(bǔ)強(qiáng)效能，可替代部分半補(bǔ)強(qiáng)碳黑使用，還可用做隔離劑。由于它屬于單斜晶系，其結(jié)晶呈薄片，能提高橡膠的阻尼性能。它有良好的耐熱、耐酸性能和電絕緣性能，還有防護(hù)紫外線(xiàn)和放射性輻射的功能，可用于特種橡膠制品。
滑石粉
滑石粉由天然滑石經(jīng)干法、濕法粉粉碎或高溫煅燒而得，是六方或菱形結(jié)晶顆粒，粒徑為1.3~149μm。其化學(xué)組成為水合硅酸鎂。用作橡膠填充劑、增容劑、隔離劑及表面處理劑。
蒙脫土
納米蒙脫土系蒙皂石粘土（包括鈣基、鈉基、鈉-鈣基、鎂基蒙粘土）經(jīng)剝片分散、提純改性、超細(xì)分級(jí)、特殊有機(jī)復(fù)合而成，平均晶片厚度小于25納米，蒙脫石含量大于95%。具有良好的分散性能，可以廣泛應(yīng)用高分子材料行業(yè)作為納米聚合物高分子材料的添加劑，提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩(wěn)定性及氣體阻隔性能等。從而起到增強(qiáng)聚合物綜合物理性能的作用，同時(shí)改善物料加工性能。
硅灰石粉
硅灰石粉是由天然硅灰石經(jīng)選礦、粉碎制得，粒徑為3.5~75μm。其化學(xué)成分為偏硅酸鈣。用作橡膠填充劑和白色顏料。
氫氧化鋁
氫氧化鋁是用量最大和應(yīng)用最廣的復(fù)合材料填料，在化學(xué)上惰性、無(wú)毒，在聚氨酯制品中添加氫氧化鋁可提高聚氨酯制品的力學(xué)性能，起到增強(qiáng)的作用。
空心玻璃微珠
空心玻璃微珠 (HGM) 是一種微米級(jí)新型輕質(zhì)材料，其主要成分是硼硅酸鹽，一般粒度為 10～250 μm，壁厚為 1～2 μm，該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱收縮系數(shù)小等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)特殊處理具有親油、憎水性能，非常容易分散于樹(shù)脂等有機(jī)材料中。可直接填充于絕大部分熱固性、熱塑性樹(shù)脂產(chǎn)品中，起到減輕產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本的效果，同時(shí)可消除產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力，確保尺寸穩(wěn)定性，賦予材料隔音、隔熱、絕緣等性能 。
高嶺土
高嶺土含有結(jié)合水，在高溫下方可除去，但在空氣中極易吸附水，所以要特別注意水分影響。在PVC中加入10%煅燒高嶺土，可提高電絕緣性5~10倍。高嶺土同滑石粉、云母一樣對(duì)波長(zhǎng)為7~25μm的紅外線(xiàn)有阻隔作用，可用于農(nóng)用大棚膜保溫瓶劑。此外，還可作為PP的成核劑。
硫酸鋇
硫酸鋇的表面光澤高于其他填充材料。一為利用其密度高，制造高密度塑料制品；二為利用其可吸收X射線(xiàn)和Y射線(xiàn)；三為用之余吸音和導(dǎo)熱填充材料。
此外，氫氧化鎂、硅藻土、炭黑、二氧化硅等也用于各種制品中作填料。
無(wú)機(jī)填料的選擇
無(wú)機(jī)填料的選擇應(yīng)該綜合考慮制品的性能、成型工藝和成本等幾方面的因素。主要可以從無(wú)機(jī)填料的吸油值、顆粒度大小和分布、填充量、相對(duì)密度、觸變性、填料價(jià)格等都會(huì)影響到填料的選擇。
吸油值
吸油值也稱(chēng)樹(shù)脂吸附量，表示填充劑對(duì)樹(shù)脂吸收量的一種指數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)填料用吸油值這個(gè)指標(biāo)來(lái)大致預(yù)測(cè)填料對(duì)樹(shù)脂的需求量。顆粒相同的填料，帶空隙的比不帶空隙的填料顆粒吸油值要髙，所以油吸附量小的填料在樹(shù)脂中的用量就可增加。
吸油值對(duì)選擇填料具有一定的指導(dǎo)意義，它直接影響到模塑料的成本和加工性能。填料吸油值大，有可能會(huì)"吃掉"幾倍甚至幾十倍于自身價(jià)格的樹(shù)脂，這無(wú)形中提髙了物料的成本。吸油值上升，樹(shù)脂的黏度隨即上升，這會(huì)嚴(yán)重影響其對(duì)釬維的浸漬，甚至?xí)淖兡Ｋ芰系牧髯冃阅?，使其成型工藝性能變差。所以，為提高填料在模塑料中的含量。所選擇的填料以較低的吸油值為好。
顆粒度大小和分布
顆粒是填料的基本單元。填料的顆粒度一般用其通過(guò)某號(hào)篩網(wǎng)所給定的百分?jǐn)?shù)來(lái)分級(jí)。如99. 8%的顆粒通過(guò)127.95網(wǎng)孔數(shù) (325目)的網(wǎng)篩，此填料的細(xì)度稱(chēng)為325目。與網(wǎng)篩目相對(duì)應(yīng)的也有用微米表示填料細(xì)度的，如果構(gòu)成網(wǎng)篩金屬細(xì)絲間距離為44um，那么通網(wǎng)篩的填料也可稱(chēng)為直徑為44um的填料。直徑比44um大的粒子不能在網(wǎng)篩中通過(guò)，但比44um小的粒子卻能通過(guò)網(wǎng)篩并混在一起，因此，實(shí)際上所使用的填料的粒徑大小是不等的。
對(duì)于填料顆粒度的要求有兩項(xiàng)：一是平均顆粒度；二是顆粒度分布?！闫骄w粒度以5um左右為好，最大顆粒度不宜超20um，顆粒表面應(yīng)光滑。超過(guò)20um的顆粒會(huì)給制品性能造成不良影響。填料的顆粒大小與吸油值有一定的關(guān)系。顆粒較大、平均顆粒為8um填料的總表面就較小，吸油值亦較低，易被樹(shù)脂所浸潤(rùn)，可以有很高的加入量，如碳酸鈣、二氧化硅和粗的滑石粉等。
填充量
填料是很便宜的原料，它可以大幅度降低模塑料及其制品的成本，因此人們常希望盡可能向模塑料中多加填料，使填料的填充率高些。但填料的不同類(lèi)型、顆粒度及其分散性等都將影響樹(shù)脂混合料的流動(dòng)性，因而影響到各種填料的加入。實(shí)際上，填充率與吸油值有著直接的關(guān)系，在黏度一定的條件下，值愈小，填充率就愈髙。當(dāng)然，實(shí)際的填充率是有限度的，要達(dá)到最大的填充率是不可能的。
觸變性
觸變是一種種物理現(xiàn)象，即當(dāng)物料受到振蕩時(shí)，其黏度顯著下降，而當(dāng)振蕩停止時(shí)，物料又恢復(fù)到原來(lái)的黏度。觸變性敏感的物料，在模塑壓力的作用下會(huì)造成物料黏度過(guò)低，物料流失大，甚至使樹(shù)脂與增強(qiáng)材料分離。在填料含量髙時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生中等程度的觸變性。
特殊性能
有些填料的加入可以改善模塑料的物理性能。如水合氧化鋁可以賦予模塑料自熄性和抗漏電件；硫酸鋇可以改善模塑料的耐腐蝕性；滑石粉能提高模塑料的耐電弧性等。
填料的搭配
在使用過(guò)程中還可以將兩種或多種填料相混合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以獲得比較理想的效果。這種搭配可以是不同品種填料的搭配，也可以是以不同品種、細(xì)度上的搭配或者不同吸油化值的搭配等。
參考資料：
曹翔宇等.聚氨酯/無(wú)機(jī)填料復(fù)合材料制備及性能
百度文庫(kù).無(wú)機(jī)填料品種簡(jiǎn)介
百度文庫(kù).常見(jiàn)無(wú)機(jī)粉體填料特性及用途
影響填料在塑料中的應(yīng)用效果的6大因素，你一定要知道！
