工程塑料是指一类能够作为结构材料，在较宽的温度规划内接受机械应力，在较为严苛的化学物理环境中运用的高功用的高分子材料。该职业首要经过改动高分子树脂、无机填料、助剂等质料配比和加工条件制备能满意工程范畴运用功用指标的新材料。非金属矿藏作为一种常见无机填料已大规划运用于工程塑料，以下降产品本钱、改善材料的机械功用和加工功用、进步材料安稳性和阻燃功用，本文依据上述功用分类总述了非金属矿填料在改性工程塑料方面的运用。
非金属矿填料改善工程塑料机械功用
非金属矿比较高分子树脂硬度和模量高，且其活性表面可与高分子链相结合，所以恰当增加非金属矿能有用改善工程塑料硬度、模量、强度等机械功用。矿藏质料的粒径、描摹、表面/界面性质对非金属矿藏填料的功用或功用的发挥有很大影响。
非金属矿填料粒径对工程塑料机械功用的影响
非金属矿填料的粒径巨细对改性作用影响很大，一般分为惯例级(直径>5μm)、超细级(0.1nm～5.0μm)和纳米级(<0.1μm)。王庭慰等研讨了不同粒径云母填充的尼龙6力学功用，也得出类似的定论：云母粒径越小，对材料的归纳力学功用越有利。贾娟花等将粒径不等的硅灰石与PA66共混挤出，对得到的复合材料经力学功用调查，硅灰石可大大地进步尼龙66的拉伸强度和曲折强度，并发现硅灰石的填充量低时挑选超细粉体，填充量高时用中等细度的硅灰石，材料的归纳力学功用最佳。
非金属矿填料描摹对工程塑料机械功用的影响
非金属矿藏描摹多种多样，大体能够分为零维粒状填料、一维棒状或纤维状填料、二维层状材料。零维粒状非金属矿粉体，因为出产工艺简略、本钱低，在工程塑料改性中运用最为广泛，例如常见的碳酸钙、硫酸。天然和人工合成粘土矿藏中许多呈一维或二维取向描摹，一般以为多维粘土矿藏填料对工程塑料力学功用改善的作用比零维好，因而国内外科研工作者做了许多运用特殊描摹的非金属矿改性工程塑料的研讨工作。
部分层状硅酸盐矿藏各片层存在弱的负电性，在片层间吸附着带电阳离子(如Na+, K+, C a2+, Mg2+)到达电中性，层间离子能够被交流、层距离能够被增大，乃至能够被彻底剥离成纳米片。这类层状矿藏作为高效纳米填料运用于改性工程塑料里程碑性的事情是20多年前日本丰田公司创造的层状硅酸盐/尼龙6纳米复合材料，复合材料体现出优异的机械功用，之后各国科研工作者对层状非金属矿藏改性工程塑料体现出极大的热心。
非金属矿填料表面/界面性质对工程塑料机械功用的影响
非金属矿藏首要由Si、O、Al、Mg等元素经过离子键组成，且表面具有丰厚的羟基，为强极性材料;而工程塑料首要由C、H、O、N、S等元素共价键组成，大多结构对称且含许多亚甲基、环等疏水基团，一般体现出非极性或弱极性。因而很难将非金属矿藏与工程塑料基体均匀混合，而呈现填料聚会的现象，下降工程塑料的机械功用。因而对非金属矿填料表面进行处理，处理其涣散问题是扩展其在工程塑料职业运用规划的一种有用手法。
但单纯对非金属矿填料表面改性，即便能使其均匀涣散在高分子基体中，也很难完成将力学功用进行最大化改善，尤其是要到达超强增韧作用，就要求无机刚性粒子的模量E及泊松比σ与基体聚合物的E与σ有必定的匹配，不然难以起到超强增韧的作用。一般选用适量的第三组分来调理基体的模量与泊松比，使两者的E与σ更好地匹配后，系统在脆韧改动点邻近体现出很好的耐性。
要使层状非金属矿藏呈纳米片均匀涣散在工程塑料中，一般需求在共混加工前对其进行插层改性，使层距离增大，而有利于加工共混中聚合物进入层间。
非金属矿填料对工程塑料加工功用的影响
工程塑料的首要优势是易成型加工，增加非金属矿藏填料会对加工功用形成必定的影响，为下降本钱而增加高含量、残次填料一般会使加工功用变差，例如，磨损加工设备、塑化不充分形成挤出困难、活动功用恶化形成制品边际缺点、应力发白等问题。所以，增加适量高品质非金属矿填料会大大下降对加工功用的晦气影响，乃至改善加工功用。
活动功用是工程塑料加工成型的重要参数，工程塑料一般用于出产结构制件产品，运用最多的成型办法是打针成型，因而期望材料熔体的粘度低、活动性好。
结晶功用是工程塑料加工成型的另一个重要参数，直接影响产品的力学功用和加工工艺的拟定。
非金属矿填料对工程塑料安稳功用的影响
工程塑料的运用环境多种多样，要满意某些特殊场合长时间运用后功用仍到达要求，就需求考虑工程塑料的安稳性，如热安稳性、电安稳性、耐溶剂性、耐光热老化性。
跟着电气技能的开展，变频调速电机在现代电气工业中得到了越来越广泛的运用，可是变频设备对绝缘提出了更高的要求：绝缘不只应该具有优秀的耐热功用与机械功用，并且还要求具有更好的耐电晕才能。对此，国内外纷繁选用各种办法处理这一难题，其间运用非金属矿藏对传统的绝缘材料进行填充改性，制备出一些耐电晕的工程塑料。
许多工程塑料制品需求在户外运用，经长时间紫外线照耀一般会加快树脂基体的老化反响，使制件的力学功用快速下降，外观色彩发作改动;增加具有高紫外吸收和隐瞒才能的非金属矿填料是进步工程塑料的耐光老化功用的一种有用手法。
非金属矿填料对工程塑料阻燃功用的影响
绝大多数工程塑料都是易燃材料，跟着对防火阻燃功用的要求日益进步，工程塑料的阻燃问题已成了有目共睹的研讨课题。在许多的阻燃系统中，选用反响型阻燃剂虽能取得安稳、毒性小以及对高聚物功用影响小的阻燃材料，但其工艺杂乱、本钱较高;选用有机增加型阻燃剂，往往又会带来阻燃产品的发烟、毒气开释等环境安全和运用安全性问题。虽然非金属矿增加型阻燃剂比较以上两类阻燃剂存在增加量大、对力学功用危害较大的缺乏，但其具有热安稳性好、毒性低或无毒、不发生腐蚀气体、在贮存过程中不蒸发、不易分出、有耐久阻燃作用等长处，并且质料来历丰厚、报价低廉，在处理许多易燃工程塑料的阻燃以及低烟、低毒问题上，仍然是一种既简略而又赋有实效的办法。
假如只运用非金属矿填料作为阻燃助剂，要使工程塑料到达较高的阻燃标准，增加量一般很大，这就对力学功用的坚持带来了极大的应战，因而将非金属矿阻燃成分与其他传统阻燃剂一同运用，往往能削减非金属矿填料对力学功用快速下降的不良影响，并且下降传统阻燃剂的不良影响是完成环保阻燃的一种很好的办法。例如，纳米高岭土用于聚酰胺、聚酯等工程塑料的阻燃中，能够代替20%～30%系和三氧化二锑的用量，而不下降阻燃作用，并对系统的力学功用有所改善，在无卤阻燃系统中改善了阻燃作用并下降了本钱。
结语
非金属矿藏作为填料除下降本钱外，还对改善工程塑料机械功用、加工功用、安稳性、阻燃性等方面体现巨大的运用潜力，这一点现已成为工程塑料改性加工和非金属矿填料深加工职业的一致。除传统的滑石粉、碳酸钙、氢氧化镁、钛(Ti O2)等非金属矿填料的用量进一步加大外，纤维状非金属矿晶须的前期研讨较深化，许多非金属矿藏的晶须被连续人工合成出来，一些种类因为出产工艺的改善现已完成了量产，可能会部分替代本来玻璃纤维增强的运用范畴。别的，一些之前处于基础研讨或高端运用的层状非金属矿填料如蒙脱土，也渐渐进入国内工程塑料加工改性厂商的选材目录，以期开宣布高功用的新材料。可是，因为国内加工改性厂商数量多、规划小，且国内职业下流厂商对高端产品积极性不高，大多数加工改性厂商仍更倾向于选取低端非金属矿填料，以下降本钱来抢夺商场，这对工程塑料和非金属矿藏职业的长时间开展和技能晋级晦气。基础研讨和工业推行相辅相成才能在新材料的开发上走得更远、走得更稳。
非金属矿填料改善工程塑料机械功用
非金属矿比较高分子树脂硬度和模量高，且其活性表面可与高分子链相结合，所以恰当增加非金属矿能有用改善工程塑料硬度、模量、强度等机械功用。矿藏质料的粒径、描摹、表面/界面性质对非金属矿藏填料的功用或功用的发挥有很大影响。
非金属矿填料粒径对工程塑料机械功用的影响
非金属矿填料的粒径巨细对改性作用影响很大，一般分为惯例级(直径>5μm)、超细级(0.1nm～5.0μm)和纳米级(<0.1μm)。王庭慰等研讨了不同粒径云母填充的尼龙6力学功用，也得出类似的定论：云母粒径越小，对材料的归纳力学功用越有利。贾娟花等将粒径不等的硅灰石与PA66共混挤出，对得到的复合材料经力学功用调查，硅灰石可大大地进步尼龙66的拉伸强度和曲折强度，并发现硅灰石的填充量低时挑选超细粉体，填充量高时用中等细度的硅灰石，材料的归纳力学功用最佳。
非金属矿填料描摹对工程塑料机械功用的影响
非金属矿藏描摹多种多样，大体能够分为零维粒状填料、一维棒状或纤维状填料、二维层状材料。零维粒状非金属矿粉体，因为出产工艺简略、本钱低，在工程塑料改性中运用最为广泛，例如常见的碳酸钙、硫酸。天然和人工合成粘土矿藏中许多呈一维或二维取向描摹，一般以为多维粘土矿藏填料对工程塑料力学功用改善的作用比零维好，因而国内外科研工作者做了许多运用特殊描摹的非金属矿改性工程塑料的研讨工作。
部分层状硅酸盐矿藏各片层存在弱的负电性，在片层间吸附着带电阳离子(如Na+, K+, C a2+, Mg2+)到达电中性，层间离子能够被交流、层距离能够被增大，乃至能够被彻底剥离成纳米片。这类层状矿藏作为高效纳米填料运用于改性工程塑料里程碑性的事情是20多年前日本丰田公司创造的层状硅酸盐/尼龙6纳米复合材料，复合材料体现出优异的机械功用，之后各国科研工作者对层状非金属矿藏改性工程塑料体现出极大的热心。
非金属矿填料表面/界面性质对工程塑料机械功用的影响
非金属矿藏首要由Si、O、Al、Mg等元素经过离子键组成，且表面具有丰厚的羟基，为强极性材料;而工程塑料首要由C、H、O、N、S等元素共价键组成，大多结构对称且含许多亚甲基、环等疏水基团，一般体现出非极性或弱极性。因而很难将非金属矿藏与工程塑料基体均匀混合，而呈现填料聚会的现象，下降工程塑料的机械功用。因而对非金属矿填料表面进行处理，处理其涣散问题是扩展其在工程塑料职业运用规划的一种有用手法。
但单纯对非金属矿填料表面改性，即便能使其均匀涣散在高分子基体中，也很难完成将力学功用进行最大化改善，尤其是要到达超强增韧作用，就要求无机刚性粒子的模量E及泊松比σ与基体聚合物的E与σ有必定的匹配，不然难以起到超强增韧的作用。一般选用适量的第三组分来调理基体的模量与泊松比，使两者的E与σ更好地匹配后，系统在脆韧改动点邻近体现出很好的耐性。
要使层状非金属矿藏呈纳米片均匀涣散在工程塑料中，一般需求在共混加工前对其进行插层改性，使层距离增大，而有利于加工共混中聚合物进入层间。
非金属矿填料对工程塑料加工功用的影响
工程塑料的首要优势是易成型加工，增加非金属矿藏填料会对加工功用形成必定的影响，为下降本钱而增加高含量、残次填料一般会使加工功用变差，例如，磨损加工设备、塑化不充分形成挤出困难、活动功用恶化形成制品边际缺点、应力发白等问题。所以，增加适量高品质非金属矿填料会大大下降对加工功用的晦气影响，乃至改善加工功用。
活动功用是工程塑料加工成型的重要参数，工程塑料一般用于出产结构制件产品，运用最多的成型办法是打针成型，因而期望材料熔体的粘度低、活动性好。
结晶功用是工程塑料加工成型的另一个重要参数，直接影响产品的力学功用和加工工艺的拟定。
非金属矿填料对工程塑料安稳功用的影响
工程塑料的运用环境多种多样，要满意某些特殊场合长时间运用后功用仍到达要求，就需求考虑工程塑料的安稳性，如热安稳性、电安稳性、耐溶剂性、耐光热老化性。
跟着电气技能的开展，变频调速电机在现代电气工业中得到了越来越广泛的运用，可是变频设备对绝缘提出了更高的要求：绝缘不只应该具有优秀的耐热功用与机械功用，并且还要求具有更好的耐电晕才能。对此，国内外纷繁选用各种办法处理这一难题，其间运用非金属矿藏对传统的绝缘材料进行填充改性，制备出一些耐电晕的工程塑料。
许多工程塑料制品需求在户外运用，经长时间紫外线照耀一般会加快树脂基体的老化反响，使制件的力学功用快速下降，外观色彩发作改动;增加具有高紫外吸收和隐瞒才能的非金属矿填料是进步工程塑料的耐光老化功用的一种有用手法。
非金属矿填料对工程塑料阻燃功用的影响
绝大多数工程塑料都是易燃材料，跟着对防火阻燃功用的要求日益进步，工程塑料的阻燃问题已成了有目共睹的研讨课题。在许多的阻燃系统中，选用反响型阻燃剂虽能取得安稳、毒性小以及对高聚物功用影响小的阻燃材料，但其工艺杂乱、本钱较高;选用有机增加型阻燃剂，往往又会带来阻燃产品的发烟、毒气开释等环境安全和运用安全性问题。虽然非金属矿增加型阻燃剂比较以上两类阻燃剂存在增加量大、对力学功用危害较大的缺乏，但其具有热安稳性好、毒性低或无毒、不发生腐蚀气体、在贮存过程中不蒸发、不易分出、有耐久阻燃作用等长处，并且质料来历丰厚、报价低廉，在处理许多易燃工程塑料的阻燃以及低烟、低毒问题上，仍然是一种既简略而又赋有实效的办法。
假如只运用非金属矿填料作为阻燃助剂，要使工程塑料到达较高的阻燃标准，增加量一般很大，这就对力学功用的坚持带来了极大的应战，因而将非金属矿阻燃成分与其他传统阻燃剂一同运用，往往能削减非金属矿填料对力学功用快速下降的不良影响，并且下降传统阻燃剂的不良影响是完成环保阻燃的一种很好的办法。例如，纳米高岭土用于聚酰胺、聚酯等工程塑料的阻燃中，能够代替20%～30%系和三氧化二锑的用量，而不下降阻燃作用，并对系统的力学功用有所改善，在无卤阻燃系统中改善了阻燃作用并下降了本钱。
结语
非金属矿藏作为填料除下降本钱外，还对改善工程塑料机械功用、加工功用、安稳性、阻燃性等方面体现巨大的运用潜力，这一点现已成为工程塑料改性加工和非金属矿填料深加工职业的一致。除传统的滑石粉、碳酸钙、氢氧化镁、钛(Ti O2)等非金属矿填料的用量进一步加大外，纤维状非金属矿晶须的前期研讨较深化，许多非金属矿藏的晶须被连续人工合成出来，一些种类因为出产工艺的改善现已完成了量产，可能会部分替代本来玻璃纤维增强的运用范畴。别的，一些之前处于基础研讨或高端运用的层状非金属矿填料如蒙脱土，也渐渐进入国内工程塑料加工改性厂商的选材目录，以期开宣布高功用的新材料。可是，因为国内加工改性厂商数量多、规划小，且国内职业下流厂商对高端产品积极性不高，大多数加工改性厂商仍更倾向于选取低端非金属矿填料，以下降本钱来抢夺商场，这对工程塑料和非金属矿藏职业的长时间开展和技能晋级晦气。基础研讨和工业推行相辅相成才能在新材料的开发上走得更远、走得更稳。
