پرکننده ها

پرکننده­ها در صنایع پلاستیک کاربرد بسیار گسترده ­ای دارند، از این مواد گاهاً به عنوان کاهش دهنده­ی قیمت استفاده می­شود ولی پرکننده­های دیگری وجود دارند که باعث افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی می­شوند. در ادامه به معرفی آن­ها می­پردازیم. پرکننده­ها به سه دسته تقسیم می­شوند؛
1)     خنثی
2)     نیمه تقویتی
3)     تقویتی
1) پرکننده­های خنثی گاهی باعث تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی می­شوند، و گاهی بی اثرند، این نوع پرکننده­ها فقط برای کاهش هزینه­ها استفاده می­شوند. همچون؛ ذرات کروی نظیر کائولن و کربنات کلسیم.
2) پرکننده­های نیمه تقویتی مانند میکا، شکلی نه کروی و نه کاملاً نامنظم دارند.
3) پرکننده­های تقویتی اکثراً شکلی مانند الیاف کوتاه دارند.
خصوصیاتی از پرکننده­ها که بر پلیمر اثر دارند؛
1)     شکل ذرات و تخلخل آن­ها
2)     اندازه ذرات
3)     توزیع ذرات
4)     طبیعت شیمیایی سطح ذرات
5)     ناخالصی­ها و یون­های همراه مواد پرکننده
ذرات فاین (Fine): پرکننده­هایی که منجر به بهبود خواص شده و ذرات کروی؛ با اندازه کوچک؛ توزیع باریک و با سطح ویژه زیاد هستند. هرچه اندازه ذرات در مواد پرکننده ریزتر باشد، خواص مکانیکی بهتری را منجر می­شود البته به شرطی که ذرات به خوبی در ماتریس پلیمری پخش شده باشند، این پرکننده­ها به عنوان تقویت کننده شناخته می­شوند که می­توانند استحکام کششی و مدول و سختی بالاتری به پلیمر بدهند.
یکی از خصوصیات ذرات با اندازه­ی کوچک این است که با افزایش سطح تماس بالا و به دنبال آن با افزایش نیروی الکترواستاتیکی، ممکن است تجمع کنند (کلوخه شوند) و این امر منجر می­شود که خصوصیات محصول تولیدی به شدت افت کند. معمولاً از موادی همچون اسید استئاریک و استئارات­ها استفاده می­شود تا ذرات از هم جدا شوند و چسبندگی دو فاز پلیمر و پرکننده افزایش یابد.
یک سری مواد به نام جفت کننده (coupling agent) برای پوشش دهی سطح ذرات مفید هستند زیرا بعد از پوشش دهی، سطح را به یک سطح آلی تبدیل کرده و توزیع مناسبی می­دهند و از طرفی چسبندگی پلیمر به پرکننده را افزایش می­دهند.
از پرکننده­ها در صنعت پلاستیک برای ایجاد ویژگی­های متعددی استفاده می­شود؛ پرکننده­های لاستیکی به منظور بهبود چقرمگی در ترموپلاستیک­ها استفاده می­شود، پرکننده­های لیفی همچون الیاف نایلون باعث افزایش استحکام ضربه­ای و نیز چقرمگی می­شوند. دوده در PVC منجر به افزایش استحکام کششی می­شود.
کربنات کلسیم یکی از پرمصرف ترین و ارزان ترین پرکننده­ها در پلیمرها است. این ماده برای سلامتی بی خطر است و با اکثر رزین­ها سازگار است ولی نباید با واکنشگرهای اسیدی تماس پیدا کند چون گاز کربن دی اکسید آزاد می­کند.