聚烯烴填充母料加工工藝及相關設備隨著載體樹脂的不斷變更也隨之發生變化。

第一代聚烯烴填充母料（APP母料）所采用的載體樹脂是國產無規聚丙烯（實際是生產聚丙烯副產品），加工工藝為：混煉——開煉拉片——水冷切粒，為間歇性生產，使用設備有密煉機、開煉機和平板切粒機。

第二代聚烯烴填充母料是以LDPE（1F7B）為載體樹脂，生產出的母料稱為PEP母料。該工藝過程必須采用具有大長徑比、高混煉性能的特殊設計制作的單螺桿擠出機，才能獲得較好的效果。

以聚丙烯粉料為載體的填充母料，即PPM母料稱為我國第三代填充母料。一般采用聚丙烯與聚乙烯共混物作載體樹脂的辦法，效果才會很好。產品既保持了PPM母料的特色和使用范圍，又可采用模面熱切風冷工藝，提高了生產效率，降低了原材料成本。

制作填充母料最好加工設備是同向旋轉雙螺桿擠出機。該機的優點是可連續生產、質量穩定、生產效率高、能耗低、工人勞動強度低、操作環境好。

填充母料中含填料和助劑的濃度大，使用時必須加入一定量的基體樹脂經混煉后再加工成型，填料主要起填充作用。填料和助劑能賦予塑料制品特殊功能，如：光、電、阻燃、降解等，稱為功能性填充母料。功能性母料通常包括色母料、光轉化母料、高效保溫膜母料、防霧滴母料和降解母料等。

色母料是使塑料制品著色的一種專用粒料。其根據著色的塑料品種可分為聚烯烴類、ABS類、PS類和AS類等。色母料的生產工藝通常分為兩步：第一步是制取顏料預分散體，即用分散劑或其它助劑對顏料進行表面處理；第二步是將顏料預分散體與載體樹脂混熔造粒后制得色母料。色母料是由顏料、分散劑、載體樹脂和適量助劑構成。分散劑的主要作用是使顏料充分分散，均勻地分散在載體樹脂和基體樹脂中，最終獲得色澤均勻的塑料制品。用于色母料的載體樹脂首先應與被著色樹脂具有良好的相容性，其次載體樹脂的流動性應大于被著色樹脂，以便顏料更好地分散。色母料的組成、顏料的選擇和用量取決于被著色塑料的性質，通常用于聚烯烴塑料著色的色母料中顏料的含量為20%~40%（質量分數）。

聚烯烴填充母料是由載體樹脂、填料和各種助劑三部分組成，其中填料占主要成分，最多可達90%。聚烯烴填充母料主要用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴塑料的生產。如：聚乙烯中空吹塑制品、聚乙烯注塑制品和聚乙烯薄膜、聚丙烯編織袋、編織布和打包帶等。一般選擇烯烴填充母料的原輔材料時，要考慮到其使用性能好、成本低。

填充母料填料

聚烯烴填充母料所用的填料主要是重質碳酸鈣，其次是滑石粉、高嶺土、鈣粉等無機填料。對任何無機填料、粒徑和粒徑分布是重要的技術指標。通常粒徑越小、分布越窄，填充效果越好。此外，填充效果好壞還與分散性有關，粒徑越小分散越困難，價格也越高。純度是無機填料另一項重要技術指標，雜質含量越少、純度越高越好。一般選用重質碳酸鈣時，其含量和白度盡可能要高，一般要求在94%以上。保證其它各項指標達到要求后，價格要低，以利于降低母料成本。

填充母料載體樹脂

聚烯烴填充母料的使用性能和成本主要取決于載體樹脂，通常根據母料的用途不同，載體樹脂一般含量為10%~20%。聚烯烴填充母料所用載體樹脂應當與所填充的塑料基體樹脂具有良好的相容性。從這一方面考慮，一般載體樹脂最好選用基體樹脂。此外，選用填充母料載體時，還要考慮其熔點和熔體流動性，載體樹脂的熔點不得高于基體樹脂。仍有部分企業至今還在采用LDPE（1F7B）作為載體樹脂，這主要是因為這種牌號的樹脂熔點低、熔體流動速率高（7g/10min）。但是由于聚丙烯熔融溫度高（比一般聚乙烯高20~40℃）限制了它在聚乙烯塑料中使用，而無規聚丙烯或用液相本體法合成的粉狀聚丙烯的熔點不超過100℃，所以被廣泛用作聚烯烴填充母料的載體。

用LDPE（1F7B）作聚烯烴填充母體載體樹脂，其最大優點是熔點低，熔體流動速率高，熔體強度大，但突出的缺點是價格高。如果選用成本低的熔體流動速率較低的低密度聚乙烯樹脂，如1I2A-1或2F2B等，由于它們的熔體流動速率低，一般為2g/10min左右，在加工時，需要加入更多的石蠟等助劑，以利于母料在基體樹脂更好地分散。通常用聚乙烯作載體制作的填充母料，更適用于聚乙烯塑料制品，主要原因是載體樹脂與基體樹脂性能相同，相容性好。用于聚乙烯薄膜的填充母料對載體樹脂的要求更高更嚴些。

用于聚丙烯制品的填充母料，其載體樹脂最好選用聚丙烯。從理論上講，無規聚丙烯最好，因為它的熔點低、熔體流動性好，分散性好。但具體到我國國情，選擇液相本體法合成的粉狀聚丙烯更為合適，因為它的價格低廉，本身又是粉狀，極易與無機填料混合均勻，即使在加料斗中也不會分層。采用聚丙烯作載體，由于聚丙烯熱穩定性差，必須同時加入抗氧劑和潤滑劑。為了使只占樹脂總量千分之幾的助劑能均勻分布在樹脂中，最好先將樹脂與各種助劑混合均勻，再按一定比例與填料混合造粒。

為了使用的廣泛性，可以選用熔融指數相近的聚丙烯和聚乙烯按一定比例配合起來做載體樹脂，這樣母料與聚乙烯配合使用還可提高一些性能，與聚丙烯配合可以提高延伸率。

回收聚苯乙烯廣泛用在合成革制造工藝中，即使載體樹脂與基體樹脂相容性不夠好，但是載體樹脂對塑料制品性能影響遠比填料的影響要小，能帶來可觀的經濟效益。在用其它樹脂作載體制作填充母料時，為了提高填充母料的加工流動性和在基體樹脂中的分散性，常常加入少量的回收聚苯乙烯。

由于填充母料的生產成本主要取決于載體樹脂，又因載體樹脂在母料中的含量較少，對一般填充改性的塑料制品的性能影響不大，為了降低母料成本，常常選用廢舊聚乙烯、聚丙烯塑料或聚乙烯一聚丙烯復合膜的邊角料作載體。

填充母料助劑

聚烯烴填充母料使用的助劑品種主要是分散劑和表面處理劑。分散劑的作用是改善母料加工流動性，有利于母料在基體樹脂中更均勻地分散。常用的分散劑有：白油（液體石蠟）、石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯（BOP）、低相對分子質量聚乙烯（聚乙烯蠟）及硬脂酸等。常用分散劑的主要性能，可以根據填料和載體樹脂的性能特征選擇使用。表面處理劑可以改變無機填料表面活性，使之由親水性轉化為親油性，以利于和載體樹脂混合，主要有偶聯劑和硬脂酸兩類，為了產品分散性更好，更光亮可以添加EBS，流動改性劑等。

填充母料是指在塑料加工成型過程中，為了操作上的方便，將所需要的各種助劑、填料與少量載體樹脂先進行混合混煉，制得的粒、粉料稱為母料。

母料是由載體樹脂、填料和各種助劑組成的。母料中助劑的限度或填料的含量比實際塑料制品中的需要量要高數倍至十幾倍。在成型加工過程中，必須根據母料中有關組分的含量和實際制品中需要加入的量，調節母料與基體樹脂的配比。母料通常可以分為普通填充母料（簡稱填充母料）和功能性母料，如色母料、防霧滴母料等。填充母料的主要組分是填料，主要用于聚烯烴（聚乙烯和聚丙烯）的加工成型，又稱為聚烯烴填充母料。

填充母料可用于加工塑料薄膜、垃圾袋、購物袋、背心袋、包裝袋等，分散性好，吹膜無白點和黑點，細度高，保障制品光澤度和韌性。主要適用編織袋、打包帶、中空制品、管材、片材、注塑制品及塑料快餐盒的填充改性、可改善塑料制品性能、降低產品成本。

將本母料與受潮塑料原料直接混合均勻，即可進行制品加工生產。

用于吹塑拉絲生產中，添加比例為1.0~3.0%

用于片材及注塑生產中，添加比例為2.~5%

具體添加比例，用戶可根據塑料受潮情況酌定。

1、使用前避免受潮吸濕，即配料即使用，效果最佳

2、不得與受潮塑料共同加熱烘干，以免造成產品質量缺陷

3、打開包裝前，檢查包裝是否完好，將未用完的母料盡快熱封包裝

4、不允許母料包裝破損以及敞口保存，避免陽光暴曬、雨淋。

5.在大量采購前一定要小試，確定配伍等各項指標滿足生產要求。

第1章聚烯烴填充母料體系概述1

1.1聚烯烴樹脂品種及其主要物性1

1.1.1聚乙烯2

1.1.2聚丙烯2

1.1.3聚1-丁烯2

1.1.4乙烯-丙烯共聚物2

1.1.5聚苯乙烯3

1.2填充劑(或稱填料)及其主要物性3

1.3聚烯烴填充母料體系的共混4

1.4流體的黏度及其流動類型、黏度的溫度系數4

1.4.1流體的黏度及其流動類型4

1.4.2黏度的溫度系數4

第2章填充母料技術所涉及的基本原理和概念6

2.1牛頓流體黏度與流變概念6

2.1.1牛頓流體在細管模型中的黏性流動9

2.1.2牛頓流體在內外圓筒環隙中的旋轉流動13

2.1.3牛頓流體在內外圓筒環隙中的軸向流動15

2.2非牛頓流體的流動類型與經驗公式18

2.2.1假塑性流體的經驗式20

2.2.2塑性流體和準塑性流體的經驗式20

2.3非牛頓流體在細管中的流動22

2.3.1賓漢流體在細管中的流動23

2.3.2假塑性流體在細管中的流動24

2.3.3準塑性流體在細管中的流動25

2.4特性黏度(或稱特性黏數)與黏均分子量28

2.4.1實驗數據作圖法30

2.4.2聯立方程組求解法30

2.5化合物之間的相容性概念32

2.5.1相容（溶）性概念及其演繹33

2.5.2Hildebrand相近法則33

2.5.3Hansen三分量溶度參數相近法則35

2.5.4極性相近法則38

2.5.5介電常數相近法則40

2.6聚合物共混物的相容性判斷41

2.6.1玻璃化溫度法41

2.6.2濁度法41

2.6.3黏度法42

2.7填充母料共混體系的相容性判斷43

第3章填充劑粉體的加工及相關參數44

3.1機械粉碎法生產碳酸鈣粉體44

3.1.1機械粉碎設備44

3.1.2分析機的分級原理45

3.2化學合成法(又稱沉淀法)生產碳酸鈣粉體48

3.3填充劑粉體的物性及表象參數50

3.3.1填充劑的物性50

3.3.2填充劑的表象參數51

3.3.3粉體粒徑的測定方法54

3.3.4填充劑的堆積因子57

3.3.5填充劑的表面性質57

3.3.6填充劑的化學穩定性57

第4章填充劑表面改性處理58

4.1填充劑表面改性58

4.2填充劑的分散63

4.3填充母料體系的潤滑65

4.4填充劑的理論極限添加量66

4.4.1正六面體堆積66

4.4.2正四面體堆積67

4.5填充母料中填充劑的分散度檢測68

4.5.1吹塑薄膜法68

4.5.2熔體過濾性法68

4.5.3赫格曼細度計法69

第5章聚烯烴填充母料生產工藝與工程71

5.1聚烯烴填充母料生產工藝71

5.1.1物料的混合及填充劑的表面處理71

5.1.2擠出機共混及熱切造粒72

5.2聚烯烴填充母料配方設計73

5.2.1聚烯烴填充母料配方設計實例73

5.2.2ABS填充母料配方設計實例74

5.3聚烯烴填充母料工藝工程裝備75

5.4聚烯烴填充母料工藝過程75

5.4.1混料釜混料過程76

5.4.2高速混合機混料過程76

5.4.3擠出機共混及熱切造粒過程76

5.4.4氣力輸送與冷卻過程78

5.4.5半成品篩分及并批過程78

5.5工藝過程實例79

5.5.1聚烯烴填充母料工藝過程79

5.5.2ABS填充母料工藝過程81

5.6填充母料的質量檢測項目81

5.6.1外觀81

5.6.2白度81

5.6.3密度81

5.6.4表觀比質量容積82

5.6.5熔體指數82

5.6.6揮發分含量84

第6章填充母料的應用85

6.1填充母料在注塑制品中的應用86

6.2填充母料在吹塑中空制品中的應用88

6.3填充母料在擠出打包帶和扁絲中的應用89

6.4填充母料在聚烯烴薄膜中的應用90

6.5填充母料在聚烯烴管材中的應用91

6.6填充母料在聚烯烴流延膜中的應用91

第7章填充塑料性能檢測93

7.1力學性能93

7.1.1拉伸性能93

7.1.2壓縮性能96

7.1.3彎曲性能97

7.1.4沖擊性能99

7.1.5應力蠕變性能101

7.2介電性能101

7.2.1電阻率102

7.2.2介電常數和介電損耗角正切105

參考文獻107 2100433B

本書內容在將理論與實踐相結合的同時，著力突出實踐性和可操作性。內容陳述深入淺出，并對容易模糊的概念給出量化計算示例，以期拓寬其可讀性。

本書共分7章。第1章概述聚烯烴品種、填料品種及其物性，填充母料體系的共混，流體的黏度與流動類型。第2章講述填充母料技術所涉及的基本原理和概念。其中包括流變學基礎知識、各種物料之間的相容性概念。第3章介紹填充劑粉體的加工技術及其工藝原理、粉體表象參數的表達及其測定方法。第4章介紹填充劑表面改性及改性助劑的選擇原則，填料的堆積因子、極限添加量，以及填料分散度的測評。第5章介紹填充母料生產工藝、配方設計、裝備參數的確定、工藝過程及其相應實例。第6章講述填充母料在塑料制品中的應用。第7章扼要介紹填充塑料的力學性能和介電性能的檢測方法。

本書適合于填充母料企業的科技人員閱讀參考；也適合于塑料加工企業應用填充母料的科技人員閱讀參考；還可作為大專院校高分子材料加工專業學生的課外參考讀物。

填充母粒，能廣泛使用于PE、PS、PP及尼龍等各項塑膠制品，其添加量為5—80%，大大降低了成本。且不影響產品的品質及光澤度，耐酸、耐堿、耐高溫,無毒無味。

將填充母料與塑料原料直接混合均勻，即可進行加工生產。一般推薦添加量為10%-60%，也可以根據具體要求選擇適當添加比價。