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[filling，stuffing] 可作填充物的東西

填料也稱作填充劑、增量劑。某些填料同時又是體質顏料。微紐的填料具有良好的遮蓋力，常用于涂料行業。

填料可用于多種聚氨酯制品，例如聚氨酯涂料、密封膠：聚氨酯漿料、特殊彈性體i聚氨酯泡沫塑料。三聚氰胺植物纖維聚合，皂參多元醇等，有機填料可用于聚氨酯泡沫塑料;碳酸鈣高嶺土(陶土、·瓷土)，分子篩粉末滑石粉硅灰石滟技鈦白粉j重晶石粉(硫酸鋇)’等微細無機粉末二般可用作聚氨酯密封膠，聚氨酯軟泡聚氨酯彈性體，膠黏劑，聚氨酯涂料等的填料。

泛指被填充于其他物體中的物料。在化學工程中，填料指裝于填充塔內的惰性固體物料,例如鮑爾環和拉西環等，其作用是增大氣-液的接觸面,使其相互強烈混合。在化工產品中，填料又稱填充劑，是指用以改善加 

填料(5張)

工性能、制品力學性能并（或）降低成本的固體物料。其中可顯著提高制品強度的填料，如長纖維和晶須等常專稱增強材料，炭黑稱補強填充劑。藥品片劑、化妝品和去垢劑中常加入固體物料和碳酸鈣等作填充劑，但其目的是調節劑量和濃度而不是改善性能，所以應稱稀釋劑。塑料增塑劑、橡膠充油以及紡絲油劑等，雖可改善性能，也能影響成本，但習慣上把這些液態物料視為加工助劑。

在高分子化工中，填料（填充劑）是用量最大的添加劑，幾乎所有的塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、天然橡膠和涂料都使用大量填料。例如，制造塑料時加入木粉、陶土或碳酸鈣等，不僅能改善制品力學性能，增加硬度，而且還可降低成本；用石墨、磁粉或云母作填料，可提高塑料的導電、通磁和耐熱性；橡膠中加入炭黑或二氧化硅（白炭黑）可顯著提高制品的物性；紡絲液中加入鈦白粉（二氧化鈦）可以遮光和染色。在涂料工業中常加入白色或帶色填料（如鈦白粉、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇等）以改善涂料的光學、物理和化學性能，這類用途的填料（填充劑）稱為體質顏料或展色料。

主要取決于：①有較大的比表面積（m2/m3填料層）；②液體在填料表面有較好的均勻分布性能；③氣流能在填料層中均勻分布；④調料具有較大的空隙率（m3/m3填料層）。另外，選擇填料時還應考慮其機械強度、來源、制造及價格等因素。

填料使得物料黏度增加，特別是纖維填料使黏度明顯增加。添加前的填料需經過脫水處理，以避免消耗掉部分異氰酸酯。必須注意生成二氧化碳會導致樹脂出現發泡現象，影響聚氨酯樹脂的物性。

為了能夠加快填料潤濕速度，同時降低體系黏度}l_.或者在聚氨酯樹脂中添加更多的填料，有時需預先在樹脂中添加潤、濕分散劑。

模內漆是具有涂料、色漿和脫模劑三種功能的助劑。它均勻噴涂在模具內，漆膜干燥后，即可模塑聚氨酯鞋底、自結皮泡沫塑料、聚氨酯軟泡.硬泡制品脫模后，色漆附著在成型周化的制品上。

填料的作用機理：填料作為添加劑，主要是通過它占據體積發揮作用，由于填料的存在，基體材料的分子鏈就不能再占據原來的全部空間，使得相連的鏈段在某種程度上被固定化，并可能引起基體聚合物的取向。由于填料的尺寸穩定性，在填充的聚合物中，聚合物界面區域內的分子鏈運動受到限制，而使玻璃化溫度上升，熱變形溫度提高，收縮率降低，彈性模量、硬度、剛度、沖擊強度提高。
　　填料的作用：①降低成型制件的收縮率，提高制品的尺寸穩定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等；②樹脂粘度有效的調節劑；③可滿足不同性能要求，提高耐磨性、改善導電性及導熱性等，大多數填料能提高材料沖擊強度及壓縮強度，但不能提高拉伸強度；④可提高顏料的著色效果；⑤某些填料具有極好的光穩定性和耐化學腐蝕性；⑥有增容作用，可降低成本，提高產品在市場上的競爭能力。

環氧地坪漆中的填充劑也稱為填料，一般是指添加到環氧樹脂液體中，作為環氧地坪漆其中的組份，以改變環氧樹脂膠液的性能和降低成本的材料。

在環氧地坪漆中使用填料的目的有以下幾個方面:

1 降低成本，抑制反應熱，絢麗顏色。

2 延長樹脂混合物的適用期。

3 降低樹脂固化物的收縮性。

4 改善樹脂固化物的耐熱性。

5 降低樹脂固化物的熱膨脹系數，降低樹脂固化物的吸水性，改善固化物的耐老化性及耐化學品性。

6 提高樹脂固化物的抗壓強度，但抗拉強度及抗沖韌性會降低。

7 改善樹脂固化物的耐電弧性及提高其它電性能。

8 改善樹脂固化物的耐磨損性。

對于某種特殊應用，填料填料的最佳標準是根據復合材料所期望達到的性能而定，但必須考慮到下述基本原則。

1、填料在加工過程中必須保持其原有結構，并保持惰性、不溶性、熱穩定性、不揮發性、無催化活性和低的吸附性。

2、填料必須與基材能夠相容，無腐蝕性。

3、容易處理，堆積密度高，水分含量低，低塵，無毒性。

4、必須易得，貨源充足，價格適中，質量穩定。

填料的種類很多，　鋁粉、鋅粉銅粉、銀粉等金屬粉末可用作導電填料。水泥、粉煤灰等也可用作填料。木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料。氟化鈣可少量用于聚氨酯膠黏劑和密封膠體系;兼具二氧化碳吸收劑的作用。

一般來說，微細的粉末填料或改性的微細填料，以及纖維狀、片狀填料，少量使用可提高其整體性能，.例如對彈性聚合物(如橡膠、聚氨酯彈性體_)有· 定的補強作用，增加模量、強度、.耐磨性、耐熱性，改善其尺寸穩定性，對硬質制品也能適當提高強度、耐老化性。但使用量過大則使得物性降低，，并且填料摻量大時操作困難。填料有以下幾種：根據裝填方式的不同，可分為散裝填料和規整填料。

散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據結構特點不同，又可分為環形填料、鞍形填料、環鞍形填料及球形填料等。現介紹幾種較為典型的散裝填料:

拉西環鮑爾環階梯環弧鞍填料 矩鞍填料 金屬環矩鞍 填料球形填料

（1）拉西環填料于1914年由拉西（F. Rashching）發明，為外徑與高度相等的圓環。拉西環填料的氣液分布較差，傳質效率低，阻力大，通量小，工業上已較少應用。

（2）鮑爾環填料是對拉西環的改進，在拉西環的側壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環壁的一側仍與壁面相連，另一側向環內彎曲，形成內伸的舌葉，諸舌葉的側邊在環中心相搭。鮑爾環由于環壁開孔，大大提高了環內空間及環內表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環相比，鮑爾環的氣體通量可增加50%以上，傳質效率提高30%左右。鮑爾環是一種應用較廣的填料[1] 。

（3） 階梯環填料是對鮑爾環的改進，與鮑爾環相比，階梯環高度減少了一半并在一端增加了一個錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利于傳質效率的提高。階梯環的綜合性能優于鮑爾環，成為所使用的環形填料中最為優良的一種。

（4） 弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質材料制成。弧鞍填料的特點是表面全部敞開，不分內外，液體在表面兩側均勻流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。其缺點是易發生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質效率降低。弧鞍填料強度較差，容破碎，工業生產中應用不多。

（5） 矩鞍填料 將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時不會套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質材料制成，其性能優于拉西環。國內絕大多數應用瓷拉西環的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。

（6） 金屬環矩鞍填料 環矩鞍填料（國外稱為Intalox）是兼顧環形和鞍形結構特點而設計出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質制成，故又稱為金屬環矩鞍填料。環矩鞍填料將環形填料和鞍形填料兩者的優點集于一體，其綜合性能優于鮑爾環和階梯環，在散裝填料中應用較多。

（7） 球形填料一般采用塑料注塑而成，其結構有多種。球形填料的特點是球體為空心，可以允許氣體、液體從其內部通過。由于球體結構的對稱性，填料裝填密度均勻，不易產生空穴和架橋，所以氣液分散性能好。球形填料一般只適用于某些特定的場合，工程上應用較少。

除上述幾種較典型的散裝填料外，不斷有構型獨特的新型填料開發出來，如共軛環填料、海爾環填料、納特環填料等。工業上常用的散裝填料的特性數據可查有關手冊。

規整填料是按一定的幾何構形排列，整齊堆砌的填料。規整填料種類很多，根據其幾何結構可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。

（1）格柵填料是以條狀單元體經一定規則組合而成的，具有多種結構形式。工業上應用最早的格柵填料為木格柵填料。應用較為普遍的有格里奇格柵填料、網孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其中以格里奇格柵填料最具代表性。

格柵填料的比表面積較低，主要用于要求壓降小、負荷大及防堵等場合。

（2）波紋填料在工業上應用的規整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種，組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內，相鄰的兩盤填料間交錯90°排列。

波紋填料按結構可分為網波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質又有金屬、塑料和陶瓷等之分。

金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網制成的。金屬絲網波紋填料的壓降低，分離效率很高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價高，但因其性能優良仍得到了廣泛的應用。

金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。波紋板片上軋成細小溝紋，可起到細分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用于大直徑塔及氣液負荷較大的場合。

金屬壓延孔板波紋填料是另一種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區別在于板片表面不是沖壓孔，而是刺孔，用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為0.4～0.5mm小刺孔。其分離能力類似于網波紋填料，但抗堵能力比網波紋填料強，并且價格便宜，應用較為廣泛。

波紋填料的優點是結構緊湊，阻力小，傳質效率高，處理能力大，比表面積大（常用的有125、150、250、350、500、700等幾種）。波紋填料的缺點是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價高。

（3）脈沖填料脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個體，按一定方式拼裝而成的一種規整填料。脈沖填料組裝后，會形成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴大，氣液兩相通過時產生強烈的湍動。在縮頸段，氣速最高，湍動劇烈，從而強化傳質。在擴大段，氣速減到最小，實現兩相的分離。流道收縮、擴大的交替重復，實現了“脈沖”傳質過程。

脈沖填料的特點是處理量大，壓降小，是真空精餾的理想填料。因其優良的液體分布性能使放大效應減少，故特別適用于大塔徑的場合。

聚四氟乙烯閥桿填料是以聚四氟乙烯細粉料為原料，采用全新的工藝加工而成的一種柔軟制品。白色，連續繩狀，截面呈圓形。它具有高度的柔順性，極好的填充性、自潤滑性、低摩擦系數、耐腐蝕等性能。技術參數：·使用溫度 -260～+260 ·使用壓力 <20MPa ·適用介質 除元素氟、熔融堿金屬以外的一切化學物質。優點：·裝填方便快捷。裝填時一般不必拆卸閥門，只需將繩狀填料繞在閥桿上，推入填料函，上緊函蓋帽，填料即被壓成一個密實的整體。 ·密封性能優異。膨脹聚四氟乙烯獨特的微觀結構賦予該產品極佳的柔韌性和模塑性，使它能輕易地將填料函內部空隙，甚至閥桿、函體上的所有凹坑和溝槽填密，這也使腐蝕、磨損的舊閥門避免更換或修理。 ·使用壽命長。因它長期保持的柔軟塑性，使泄漏缺口隨時被填塞，還因它不被腐蝕，不會老化，可保長期使用。·閥門開閉靈活輕便。因為聚四氟乙烯具有最低的摩擦系數和優異的自潤滑性。 ·不污染管道中的流體。因為它潔白干凈，不會因腐蝕老化而脫落，使它特別適用于醫藥、精細化工、食品等行業。·規格通用性好，減少填料儲存量，節約開支。只需備置幾種粗細規格的閥桿填料，就能滿足大多數閥門之需求。一般選用能用手嵌入的最大號這種填料，但較細的'該種填料，也可用于大規格的閥門中，壓緊后，也會塑變成型，得到密實的封填體。

塑性填料是經模具壓制成型的填料，使用時不需要像編結填料那樣切斷后盤成環狀，而且是根據軸頸大小制成環形。塑性填料有棉狀和積層兩種形式。

綿狀填料是把纖維、石墨、云母、金屬粉（或金屬鱗片）、油脂與彈性粘結劑相混合后，模壓成環形，再在外層編結一層石棉紗（根據需要也可用金屬絲）。還有一種使用方式是將混合物直接放人填料腔，經壓蓋壓緊后直接使用，由于填料沒有固定尺寸，填料裝填不當容易影響密封性能所以該方法較少使用。可以根據工作條件調節綿狀填料中各種混合料的種類和配比，例如高壓蒸汽密封加人銅粉、酸性介質密封加人鉛粒或鉛片、軸有振動時可加添較多的彈性良好的粘結劑等。由于這種填料不含潤滑劑，所以高壓下其體積變化很小，可用于高速泵類和高壓閥門密封。如加人固體潤滑劑，則可以保證良好的自潤滑性能，且結構致密，有助于提高密封性。另外，綿狀填料有塑性流動性，還可以與金屬填料組合使用。

這種填料是在石棉布或帆布的表面上涂敷橡膠，經疊合或者卷繞后熱壓硫化成型，還可以內夾橡膠芯等軟質填料或嵌人彈簧，幾種積層填料的結構。積層填料密封性良好，可用于120℃以下的低壓蒸汽、水和氨液，主要用作往復運動的軸封和閥桿的密封，無接口的圈裝積層填料還可以用作往復泵活塞環。由于積層填料中所含潤滑劑不足，使用過程中需添加潤滑劑。

填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和煉油生產中最重要的設備之一。

以下講一下填料塔的結構特點：

填料塔是以塔內的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。液體從塔頂經液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經氣體分布裝置（小直徑塔一般不設氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質。填料塔屬于連續接觸式氣液傳質設備，兩相組成沿塔高連續變化，在正常操作狀態下，氣相為連續相，液相為分散相。

當液體沿填料層向下流動時，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現象稱為壁流。壁流效應造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質效率下降。因此，當填料層較高時，需要進行分段，中間設置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經液體收集器收集后，送到液體再分布器，經重新分布后噴淋到下層填料上。

填料塔具有生產能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優點。

填料塔也有一些不足之處，如填料造價高；當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。

1、 成本降低 成本降低取決于聚合物和填料的相對成本。

2、材料密度 填料可以增加或降低產品的密度。

3、光學性質 聚合物填料復合物的光學性質取決于填料以及包括聚合物在內的材料主要成分的物理特性。

4、顏色 填料可以改變產品的顏色，會給配色造成麻煩。

5、表面性質 填料可以使有粘性的表面分開，降低材料的摩擦系數。

6、產品形狀 填料降低聚合物泡沫的收縮。

7、熱性質 填料有可能降低熱導率。

8、電性質 體積電阻率、靜電消散和其他的電性質都受填料種類的影響。

9、磁性質 鐵氧體可產生鐵磁性，用于制造塑料磁體。

10、化學反應性 許多填料可以影響由于它們的存在所發生的化學反應，反應速度可以是增加或降低。

11、流變性 許多工業產品的流變性質依賴于所填充的填料。

12、材料耐久性 填料可以屏蔽輻射，可以和降解產物分子發生反應，由此賦予材料耐久性。

13、環境影響 填料可以抑制火焰、提高自燃溫度、減少煙塵、增強成焦作用、降低熱傳導率、防止滴淌等，從而延緩火災。

14、其他添加劑的性能 添加填料是改善其他添加劑性能的手段

是一種固體材料，它具有通過自身的物理特性和表面相互作用，或沒有表面相互作用，來改變材料物理和化學性質的能力。

填料分類的依據是它們的礦物起源和化學組成（礦物、玻璃、炭黑、有機物、金屬），礦物填料根據地質分類進一步細分。

根據顆粒尺寸分類將大有益處，因為顆粒的尺寸影響材料的性能。但是，僅僅將顆粒尺寸作為選擇填料的標準還遠遠不夠。因為不同的應用有不同的要求。為了使分類有助于填料的應用，分類方法必須包含填料的那些對最終材料有影響的重要性質。例如：顆粒尺寸和分布、長徑比、表面的化學組成、填料顆粒的機械性質、電和熱導率、相互作用的定量描述、混合物的組成、光學性質等。

僅用于塑料的填料每年就超過10000t，其中碳酸鈣就大約占2/3。填料市場非常大，但是，填料很大部分應用于一些技術不成熟的產品中。

填料的主要應用包括：

·塑料；

·建筑；

·紙張；

·油漆和涂料；

·化妝品和藥品；

·纖維；

·食品；

·摩擦材料；

·印刷。

使用填料最多的聚合物有4種（PVC，PP，PA，聚酯）。填料在每一種聚合物中的消費量可以反映出這種聚合物的消費量。塑料正在取代許多傳統的材料，為使塑料具備所要求的性能，同時也要求發展新的填料技術。根據當前的發展情況我們可預測填料市場未來的趨勢，以下這些技術將會變得越來越重要：

·納米填料；

·導電填料；

·表面改性技術；

·填料混合物；

·無塵填料；

·形態特殊的填料；

·相容性填料；

·低成本增強填料。

當前，正致力于完善填料技術，并已經開發出許多質量非常高的填料。但是，高質量填料太昂貴，不適應大部分的應用。所以，需要開發成本更實惠，同時保持機體材料性能的材料。環境因素將促使這類材料的開發。產品循環評價作為一個崛起的理念將對未來技術的選擇，以及與這些技術相關的填料選擇產生重大影響。