Глины, применяемые для наполнения пластмасс, и их свойства

18.06.2018
Для наполнения пластиков широко используются каолинитовые глины. Производители каолинов выпускают каолины с различным гранулярным составом, так что производитель смол имеет возможность выбрать продукт, наиболее подходящий к конкретной пластмассе и для выбранного способа литья. Например, известно, что каолины с минимальными размерами частиц имеют тенденцию увеличивать вязкость и тиксотропию смеси и в тоже время они повышают прочностные характеристики. Выбор подходящего каолина производится на основании практических испытаний в эксплуатации. В общем не существует каких-либо методов сокращенных испытаний.

Установлено, что каолинитовые глины особенно хороши для наполнения пластмасс из-за их относительно легкой диспергируемости в смолах по сравнению с другими минеральными наполнителями. Кроме того, они легче входят в состав суспензий, чем выделяются из них. Все наполнители увеличивают вязкость смеси, но в случае использования глин вязкость можно контролировать выбором глины соответствующего гранулярного состава. Низкий удельный вес каолинита является дополнительным преимуществом перед другими минеральными наполнителями. Кроме того, весьма ценное свойство — белый цвет каолиновых глин.

При отвердении полиэфирные смолы обнаруживают экзотермическую реакцию, которая сопровождается усадкой. Считается, что каолинитовый наполнитель уменьшает интенсивность этой экзотермической реакции и вызывает более однородное остывание и усадку отлитых объектов (табл. 8-8).

Химическая инертность наполнителя из каолинитовых глин сочетается с высокими диэлектрическими свойствами и обычно с хорошими электрическими свойствами. Табл. 8-9 иллюстрирует изменение этих свойств пластмасс при введении каолинового наполнителя. Как следует из табл. 8-10, при добавлении больших количеств каолина наблюдается только небольшое изменение прочности на изгиб, причем в этом случае прочность несколько выше, чем в случае применения других обычных наполнителей. Особое значение изменениям полезности каолина в различных типах смол придает тот факт, что некоторые смолы под влиянием каолинитовых глин катализируются, а другие — ингибируются.


Хорошо известно применение поверхностно-активных веществ для получения каолинов, частицы которых покрыты органическими соединениями. Свойства этих каолинов в глинисто-водных системах отличаются от свойств обычных каолинов, например в типографских и других красках. Уилкокс показал, что некоторые материалы, применяемые для покрытия частиц каолинита, сильно изменяют дисперсионные и суспензионные свойства систем, состоящих из полиэфирных смол. Такие покрытия, несомненно, более эффективны в качестве средства для управления дисперсионными свойствами по сравнению с простым введением поверхностноактивных веществ в сложную систему, состоящую из твердой и жидкой фаз, и, по крайней мере в некоторых, особых случаях, они дают значительно большие изменения суспензионных свойств сложных смесей. Материалы, обладающие способностью вызывать понижение вязкости, относятся к катионным, анионным и неионным веществам. В табл. 8-11 приведены данные вязкости каолинов в естественном состоянии и каолинов, частицы которых покрыты активными веществами, введенными в обычные синтетические смолы с довольно низкой вязкостью.

При использовании других смол сохраняется приблизительно такое же процентное уменьшение вязкости при наполнении их покрытыми и непокрытыми каолинами. В отношении уменьшения вязкости наиболее эффективны смачивающие реагенты, в значительной степени улучшающие смачивание и дисперсию наполнителя в смолах и в то же время сохраняющие тиксотропию в желательных пределах. Некоторые активные материалы, применяемые для покрытия каолинитовых частиц, скорее увеличивают, чем понижают кажущуюся вязкость. Некоторые катионные агенты, испытанные Уилкоксом, обнаружили тенденцию к каталитическому отвердению смол. Некоторые материалы сильно сокращали время отвердения при температуре 250° F. Некоторые неионные материалы, применяемые для покрытия каолинов, оказались одинаково эффективными по отношению к снижению вязкости и улучшению смачивания наполнителей смолами, но не обнаруживали каталитического воздействия на них. Физические свойства слоистых пластиков, наполненных каолинами с поверхностным покрытием, оказались равными или лучшими по сравнению с аналогичными пластиками, наполненными непокрытыми каолинами. О возможности использования, кроме каолинов, других глин в аналогичных пластиках данных нет.