慧正资讯：非金属矿的品类繁多、特性多样，广泛应用于涂料、造纸、塑料、胶粘剂、橡胶等多个领域。随着超细粉磨和精细分级技术的不断进步，大部分非金属矿物都被加工成不同细度的超细粉体添加到聚合物材料中用于填充剂或者补强剂。

不同的非金属矿物具有不同的颗粒形貌，天然矿物的微观颗粒形貌一般可分为粒状、短柱状、板片状和纤维状，不同形貌的粉体颗粒添加到聚合物中所表现的作用也截然不同。

一般来讲，粒状粉体颗粒添加到聚合物中会提高材料的冲击性能，在一定程度上可以提高材料的刚性；纤维状颗粒可以较大程度上提高弯曲模量，一定程度降低冲击强度；板片状颗粒可以显著提升材料的弯曲模量，同时也会一定程度上降低材料的冲击强度和拉伸强度。

01 粒状颗粒

重质碳酸钙是典型的粒状颗粒，广泛应用于PP、PE、PVC等各类塑料制品中。普通的重质碳酸钙在塑料制品一般只能起到降本填充作用，在较少量的添加前提下不影响材料的各项力学性能，但是对重质碳酸钙进行超细化加工后，重钙颗粒在适当大的填充前提下能够有效提升材料的冲击性能。从表1数据可发现：15份1250目重钙填充到pp中，其冲击性能基本不变；当采用3000目和6000目超细重钙对pp进行共混改性处理后，改性pp的冲击强度得到显著提升。

表1：超细重钙改性pp

02 纤维状颗粒

常用的纤维状非金属矿物主要有硅灰石和玄武岩纤维。在塑料制品改性中一般采用硅灰石对其进行共混改性处理，硅灰石由于原矿性质、加工工艺不同，其最终产品的细度、纤维结构（长径比）也不相同，添加于塑料制品中所表现的效果也不同。在试验和应用过程中，我们发现，当硅灰石的颗粒越细，其比表面积越大，由于其绝对纤维长度降低，故其对塑料制品的冲击强度的影响会降低，但同时对弯曲模量的提升效果也会有一定影响。

以改性聚丙烯PP为例，当采用不同细度和长径比的硅灰石对pp进行共混改性处理，当硅灰石的细度不断提升时达到2000目以后，弯曲模量会逐步降低，而随之其冲击强度会提高。

图2.不同细度和长径比硅灰石改性pp性能

03 板片状颗粒

自然界中板片结构的非金属矿物较多，常见的有滑石、云母、高岭土、氢氧化镁等，而用于塑料改性的以滑石居多。滑石是自然界中已知硬度最低的矿物，对设备的磨损小，同时具有天然的片状结构和亲油性，大量用于汽车和家电塑料制品的改性处理。类似于硅灰石纤维颗粒，滑石粉体颗粒的粒度和径厚比同时影响着材料的各项性能，其对弯曲模量的提升和冲击性能的影响与其细度和片状结构有着紧密的联系。

图3.不同细度滑石用于pp改性处理试验

从实验中可知，随着滑石粉细度的提升，其片状结构受到一定程度破坏，当其平均粒径低于6.5μm开始，随着粒度不进一步降低，pp的弯曲模量开始降低。

04 结语