Литье пластмасс. Публикации. Injection molding. Publications

Карта сайта

Предыдущая публикация:
Переключение на выдержку под давлением

Следующая публикация:
Классификация термопластичных материалов

Наполнители и добавки для литьевых термопластичных материалов
Fillers and additives for thermoplastics

Барвинский И.А., Барвинская И.Е.

Публикация: 2001. Обновление: 1.08.2021.

Наполнитель, добавка	Характеристика
Антимикробные добавки, абиотические добавки, биоциды Antimicrobial, biocide, bactericide, fungicide, algaecide	Повышают устойчивость к действию бактерий (бактерициды), грибков и плесени (фунгициды). Препятствуют обрастанию материала в воде (альгициды).
Антиоксиданты Antioxidant	Относятся к стабилизаторам. Замедляют процессы термоокислительной деструкции при переработке (первичные антиоксиданты) или эксплуатации (вторичные антиоксиданты).
Антипирены, огнезащитные добавки Flame retardant	Снижают горючесть. Уменьшают термостабильность материала. Могут вызывать коррозию литьевой машины и литьевой формы.
Антирады Antirad	Повышают стойкость к действию ионизирующих излучений.
Антистатики, антистатические добавки Antistatic agent, antistat	Придают антистатические свойства.
Антифрикционные добавки Antifrictional additive, wear resistant additive	Уменьшают коэффициент трения, снижают износ. К антифрикционным добавкам относятся фторопласты, смазки, дисульфид молибдена, графит, арамидное волокно, нитрид бора, диселениды металлов, иодистый кадмий и др
Аппретирующая добавка, аппрет Coupling agent	Химически модифицирует поверхность частиц наполнителя (минерального наполнителя, стекловолокна и т.д.), повышая адгезию с полимерной матрицей. В качестве аппретов применяются главным образом кремнийорганические соединения (силаны).
Вискеры, нитевидные кристаллы, усы Whisker	Монокристаллы в форме игл или волокон на основе карбида кремния, бората алюминия, титаната калия и др. Очень сильно повышают жесткость материала.
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.
Вспенивающие добавки, вспениватели, вспенивающие агенты, пенообразующие добавки, порообразователи, порофоры Blowing agent	Создают внутреннюю пористую структуру. Снижают вес изделия. Уменьшают утяжки на поверхности изделия. Часто ухудшают внешний вид изделия.
Графит Graphite	Антифрикционная добавка. Снижает коэффициент трения, особенно в водной среде. Значительно увеличивает теплопроводность, электропроводность.
Дезактиваторы металлов Metal deactivator	Стабилизаторы. Уменьшают каталитическую активность металлических примесей.
Деревянный наполнитель Wood	Применяется для высоконаполненных (до 85 %) композиций на основе PE, PP, TPE - древесно-полимерных композитов (wood-plastic composite, WPC). Уменьшает стоимость материала, снижает время цикла. Относится к "мягким" наполнителям (не повышает износ пресс-формы и литьевой машины). Может использоваться в сочетании со стекловолокном и др. наполнителями.
Дисульфид молибдена Molybdenum bisulphide, molybdenum disulphide, MoS₂	Антифрикционная добавка. Повышает твердость и стойкость к износу. Часто применяется для PA.
Индикаторы лазерного излучения Laser marking agent	Делают видимыми (в том числе цветными) надписи, нанесенные лазерным лучом.
Интеркалирующий агент Intercalating agent	Применяется в качестве модификатора наноглин, используемых для получения нанокомпозитов. Способствует сохранению зазоров между слоями наночастиц в нанокомпозите.
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.
Компатибилизаторы, совместители Compatibilizer	Повышают совместимость полимерных материалов в композиции.
Магнитные наполнители Magnetic	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 литьевой формы и литьевой машины.
Мел Chalk, calcium carbonate, CaCO₃	Минеральный наполнитель. Придает белый цвет. Уменьшает анизотропию усадки и коробление. Снижает стоимость материала. Относится к "мягким" наполнителям (не повышает износ литьевой 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 плотностью 2-10 г/см³). Стальное волокно также используется в длинноволоконных композитах в сочетании со стекловолокном. Значительно повышают износ литьевой формы и литьевой машины.
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 литьевой формы и литьевой машины. Могут увеличивать или уменьшать прочность. Часто снижает ударную прочность, относительное удлинение при разрыве. Увеличивают плотность изделий.
Модификаторы адгезии Adhesion promoter	Повышает адгезию к металлу (при литье с металлической арматурой), полимерам (при многокомпонентном литье).
Модификаторы блеска Gloss control agent, gloss reducer	Понижают (матирующие добавки) или повышают блеск материала.
Модификаторы вязкости Viscosity modifier	Повышают или понижают вязкость полимера. В качестве модификаторов вязкости, применяют, например, органические пероксиды, которые увеличивают вязкость полиэтилена и снижают вязкость полипропилена.
Модификаторы запаха, отдушки Odour modifier	Маскируют неприятный запах, придают определенный запах.
Наноглины Nanoclay	Слоистые алюмосиликаты, например монтмориллонит (montmorillonite), способные разделяться на тонкие слои толщиной около 1 нм. Применяются для получения нанокомпозитов. В отличие от традиционных минеральных наполнителей добавляются в относительно небольшом количестве (до 4-5%), поэтому практически не изменяют плотность материала. Повышают жесткость и другие механические свойства, теплостойкость, огнестойкость, барьерные свойства, химическую стойкость, снижают хладотекучесть. Уменьшает усадку.
Нуклеаторы, структурообразователи, нуклеирующие агенты, нуклеазиды, просветлители Nucleating agent, clarifier	Регулируют надмолекулярную структуру кристаллизующихся полимеров. Увеличивают жесткость. Повышают прозрачность и снижают мутность полипропилена (гомополимер, статистический сополимер). Уменьшают время цикла. Снижают усадку. Также применяются для регулирования вспенивания.
Окрашивающие вещества, пигменты, красители Colourant, colorant	Придают необходимый цвет материалу или изменяют характеристики пропускания света в ИК и УФ-областях. Могут создавать различные оптические эффекты (перламутр, гранит, дерево, замерзшее стекло, металлик, блески, флуоресценция, фосфоресценция и др.). Термохромные пигменты меняют цвет в зависимости от температуры.
Пластификаторы Plasticizer	Совместимые с полимером низкомолекулярные вещества (жидкие или твердые). Увеличивают эластичность. Повышают текучесть, снижают остаточные напряжения. Увеличивают стойкость к ударным нагрузкам. Понижают прочность, жесткость, теплостойкость. Ухудшают диэлектрические свойства. Снижают огнестойкость.
Полимерные волокна Polymeric fiber, synthetic fiber, polyamide fiber, polyester fiber, polyethylene fiber, aramid fiber, Kevlar fiber	В качестве полимерных волокон применяются арамидные, полиамидные, полиэтиленовые, полиэфирные и др. волокна. Арамидное волокно (Kevlar) используется как антифрикционная добавка.
Сажи, технический углерод Carbon black	Черные пигменты. Снижают электрическое сопротивление. Специальные сажи используются для изготовления материалов с антистатическими свойствами, ЭМИ-экранирующих и электропроводящих композиций. Также используются в качестве светостабилизаторов.
Светостабилизаторы, УФ-светостабилизаторы, УФ-фильтры UV-stabilizer, light stabilizer	Поглощают УФ-излучение. Увеличивают стабильность материала при эксплуатации вне помещения. Повышают стойкость к старению.
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).
Смазки Lubricant, oil	Антифрикционные добавки. Облегчают извлечение изделия из формы. Повышают блеск, ударную прочность. Увеличивают текучесть. Уменьшают водопоглощение. Могут вызывать загрязнение литьевой формы. В качестве смазок используют силиконы, углеводороды, перфторполиэфирное синтетическое масло (PFPE, Fluoroguard), воска, мыла, акрилаты, высокомолекулярные жирные кислоты и спирты, амиды жирных кислот, соли жирных кислот, сложные эфиры жирных кислот и др.
Стабилизаторы Stabilizer	Повышают стойкость материала в процессе переработки или эксплуатации. К стабилизаторам относятся антиоксиданты, термостабилизаторы, дезактиваторы металлов, светостабилизаторы.
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. Значительно разрушается в процессе переработки.
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 литьевой 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.
Тальк Talc	Минеральный наполнитель. Умеренно повышает прочность, жесткость, теплостойкость. Уменьшает ударопрочность. Снижает анизотропию усадки и коробление. Относится к "мягким" наполнителям (не повышает износ литьевой формы и литьевой машины).
Термостабилизаторы Heat stabilizer	Относятся к стабилизаторам. Замедляют процессы термической деструкции полимера при переработке. Иногда их объединяют с антиоксидантами и дезактиваторами металлов.
Углеродное волокно Carbon fiber, carbon	Очень сильно увеличивает жесткость. Снижает ползучесть. Повышает прочность, усталостную прочность, теплостойкость. Значительно увеличивает теплопроводность, электропроводность. Может повышать коробление. Имеет меньший диаметр частиц по сравнению со стекловолокном, поэтому сильнее разрушается при переработке.
Углеродные нанотрубки Carbon nanotubes	Применяются для получения нанокомпозитов. Повышают жесткость и другие механические свойства, теплостойкость, огнестойкость, барьерные свойства, химическую стойкость, электропроводность, снижают хладотекучесть.
Фторопласты Fluoropolymer, PTFE, Teflon	Антифрикционная добавка. Чаще всего применяют политетрафторэтилен (PTFE, Teflon) в виде волокна или микропорошка.
Фрикционные добавки Frictional agent	Увеличивают коэффициент трения.
Чистящие добавки, чистящие агенты Clearing agent, purge agent	Ускоряют очистку шнека при смене цвета или полимера. Снижают адгезионное взаимодействие остатков материала с металлической поверхностью. Содержат "мягкий" минеральный наполнитель и ПАВ.
Эластификаторы, эластифицирующие добавки Elastomer, impact modifier, rubber	Увеличивают ударную прочность. Уменьшают жесткость, прочность, теплостойкость. Для гигроскопичных материалов уменьшают водопоглощение, увеличивают стабильность размеров. В качестве эластификаторов применяют каучуки, PO, эластичные термопласты, термопластичные эластомеры.

Литература:

     Аристовская Л.В. Металлонаполненные пластики // Энциклопедия полимеров. Т. 2. - М.: Советская энциклопедия, 1974. С. 194-197.
     Армирующие химические волокна для композиционных материалов / Г.И. Кудрявцев, В.Я. Варшавский, А.М. Щетинин, М.Е. Казаков. Под ред. Г.И. Кудрявцева. -М.: Химия, 1992. 330 с.
     Артеменко С.Е. Композиционные материалы, армированные химическими волокнами. - Саратов: Из-во Саратовского университета, 1989. 160 с.
     Барвинский И.А. Проблемы переработки наполненных полиамидов литьем под давлением. 6-й международный семинар «Современные технологии литья пластмасс». Санкт-Петербург. 2 - 3 октября 2019.
     Барштейн Р.С., Кирилович В.И., Носовский Ю.Е. Пластификаторы для полимеров. -М.: Химия, 1982. 200 с.
     Василенок Ю.И. Антистатики // Энциклопедия полимеров. Т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1972. С. 193-198.
     Гликштерн М.В. "Модификация наполнителей для пластмасс // Полим. материалы. 2002. № 8. C. 10-12.
     Горбунов Б.Н., Гурвич Я.А., Маслова И.П. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов. -М.: Химия, 1981. 368 с.
     Горбунова И.Ю., Кербер М.Л. Модификация кристаллизующихся полимеров // Пласт. массы. 2000. № 9. C. 7-11.
     Григорьев Г.П., Ляндзберг Г.Я., Сирота А.Г. Полимерные материалы. -М.: Высшая школа, 1966. 260 с.
     Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс. -М.: Химия, 1985. 400 с.
     Дегтева Т.Г. Антирады // Энциклопедия полимеров. Т. 1. -М.: Советская энциклопедия, 1972. С. 193.
     Дувакина Н.И., Ткачева Н.И. Выбор наполнителей для придания специальных свойств полимерным материалам // Пласт. массы. 1989. № 11. С. 46-48.
     Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий: Справочное пособие. -Л.: Химия, 1987. 416 с.
     Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Эффективное литье под давлением полимерных материалов со смазками // Полимерные материалы. 2014. № 7. - С. 12, 14 - 26.
     Кербер М.Л. Ингредиенты полимерных материалов // Энциклопедия полимеров. Т. 1. -М.: Советская энциклопедия, 1972. С. 841-844.
     Кербер М.Л. Наполнители пластмасс // Энциклопедия полимеров. Т. 2. -М.: Советская энциклопедия, 1974. С. 344-351.
     Конкин А.А. Углеродные волокна // Энциклопедия полимеров. Т. 3. -М.: Советская энциклопедия, 1977. С. 670-673.
     Криваткин А.М. Функциональные пластмассы // Литье под давлением изделий из термопластов (Материалы семинара). -М.: ЦРДЗ, 2002. С. 8-12.
     Куценко А.И., Болотина Л.М., Литвинова Т.В. Пластификаторы // Энциклопедия полимеров. Т. 2. -М.: Советская энциклопедия, 1974. С. 620-627.
     Маския Л. Добавки для пластических масс. Пер. с англ. М.Д. Френкеля. -М.: Химия, 1978. 184 с.
     Миллер В.Б. Антиоксиданты // Энциклопедия полимеров. Т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1972. С. 185-190.
     Модификация наполнителей для термопластов / Под ред. В.А. Злобиной, Р.И. Барутенок. -М.: НИИТЭХИМ, 1977.
     Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. -М.: Химия, 1979. 420 с.
     Наполнители для полимерных композиционных материалов. Справочное пособие / Под ред. Г.С. Каца. Пер. с англ. Под ред. П.Г. Бабаевского. -М.: Химия, 1981.
     Ньюмен С. Модификация пластмасс каучуками // Полимерные смеси / Под ред. Д. Пола, С.Н. Ньюмена. -М.: Мир, 1981. Т. 2. С. 70-98.
     Плоткин Л.Г. Антипирены // Энциклопедия полимеров. Т. 1. -М.: Советская энциклопедия, 1972. С. 190-193.
     Симонов-Емельянов И. Д. Специальные добавки для повышения качества литьевых изделий из полимерных композиционных материалов // Литье под давлением изделий из термопластов (Материалы семинара). -М.: ЦРДЗ, 2002. С. 4-7.
     Симонов-Емельянов И.Д., Кулезнев В.Н. Основы создания композиционных материалов: Учебное пособие. -М.: МИХМ., 1986. 86 с.
     Сирота А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов. -Л.: Химия, 1974. 176 с.
     Соломатин А.В. Порообразователи // Энциклопедия полимеров. Т. 3. -М.: Советская энциклопедия, 1977. С. 153-159.
     Справочник по пластическим массам. Т. 2. / Под ред. М.И. Гарбара, В.М. Катаева, М.С. Акутина. - М.: Химия, 1969. 520 с.
     Углеродные волокна / Под ред. С. Симамуры. Пер. с яп. Ю.М. Товмасяна, под ред. Э.С. Зеленского. -М.: Мир, 1987. 304 с.
     Узденский В.Б. Модификация полимерных материалов – придание изделиям новых потребительских свойств и улучшение условий переработки // Пластикс. 2002. №4.
     Узденский В.Б. Современные проблемы и достижения модификации полимерных материалов // Междун. н.-практ. конф. "Состояние и перспективы развития машиностроения, технологий в производстве, переработке пластмасс и вторичного их использования. 5-6.марта 2003. Тезисы докладов". -М.: Maxima, 2003. С. 48-49.
     Химические добавки к полимерам. Справочник / Под ред. И.П. Масловой. -М., Химия, 1981, 264 с.
     Чалая Н.М. Модификация свойств и крашение пластмасс при литье под давлением // Пласт. массы. 2003. № 4.
     Швайцер А.И., Семенов В.Н., Голушкова Л.А. Последние достижения в окрашивании термопластов суперконцентратами пигментов в процессе литья под давлением // Технология переработки термопластов и реактопластов. Сборник научных трудов. - М.: НПО "Пластик", 1984. С. 20-25.
     Шембель Н.Л. Графитопласты // Энциклопедия полимеров. Т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1972. С. 646-651.
     Шибли А.М. Стеклонаполненные термопласты // Справочник по композиционным материалам / Под ред. Дж. Любина. -М.: Машиностроение, 1988. Кн. 1. С. 154-178.
     Bart J.C.J. Additives in polymers: Industrial analysis and applications. John Wiley and Sons, 2005. 819 p.
     Chanda M., Roy S.K. Plastics technology handbook. 4 th edition. CRC Press, 2006. 866 p.
     Cheremisinoff N.P., Cheremisinoff P.N. Fiberglass reinforced plastics. Noyes Publications, 1995. 258 p.
     Chung D.D.L. Carbon fiber composites. Butterworth Heinemann, 1994. 215 p.
     Coloring of plastics: Fundamentals. 2 nd edition / Ed. by R.A. Charvat. Wiley-Interscience, 2004. 430 p.
     Composites manufacturing: Materials, product and process engineering / Ed. by S.K. Mazumdar. CRC Press, 2002. 396 p.
     Dufton P.W. Flame retardants for plastics: Market report. Rapra Technology Ltd., 2003. 148 p.
     Fire retardant materials / Ed. by A.R. Horrocks, D. Price. CRC Press, 2001. 429 p.
     Functional fillers for plastics. 2 nd edition / Ed. by M. Xanthos. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010. 507 p.
     Handbook of plasticizers / Ed. by G. Wypych. ChemTec Publishing, William Andrew, 2004. 687 p.
     Jayamol G., Sabu Th. Short-fiber reinforced plastic composites // Handbook of engineering polymeric materials / Ed. by N.P. Cheremisinoff. Marcel Dekker, 1997. P. 811-837.
     Lipatov Yu.S. Polymer reinforcement. ChemTec Publishing, 1995. 406 p.
     Lubricant additives: Chemistry and applications / Ed. by L.R. Rudnick. – N.Y., Basel: Marcel Dekker, 2003. 705 p.
     Mapleston P. Process technology upgrades long-fiber compounds // Mod. Plast. Int. 1997. Jan. P. 78-79, 81, 83.
     Murphy J. Additives for plastics handbook. 2 nd edition. Elsevier, 2001. 469 p.
     Plastics additives / Ed. by G. Pritchard. Chapman & Hall, 1998. 633 p.
     Sepe M. The materials analyst, part 39: The hidden effects of color (Part 1) // Inj. Mold. 2001. Jan.
     Sepe M. The materials analyst, part 40: The hidden effects of color (Part 2) // Inj. Mold. 2001. Feb.
     Sherman L.M. New clarifiers & nucleators: They make polypropylene run clearer and faster // Plast Technol. 2002. No 7.
     Silanes and other coupling agents / Ed. by K.L. Mittal. – Utrecht: VSP BV, 1992. 578 p.
     Wypych G. Handbook of antiblocking, release, and slip additives. - Toronto: ChemTec Publishing, 2005. 344 p.
     Wypych G. Handbook of fillers. 2 nd edition. ChemTec Publishing, Plastics Design Library, 2000. 890 p.


			Copyright (C) Барвинский И.А., Барвинская И.Е., 2000-2021 Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов