選擇填充劑時需考慮的因素主要有:
1、價格低廉
填充劑的價格對塑料成本影響很大。添加填充劑的聚氯乙烯塑料的比重是不加填充劑的2~3倍,因此添加填充劑的聚氯乙烯塑料比重隨加入量的增加而迅速增加,所以根據重量來計算成本不如根據體積來計算成本確切,在應用方面是必須考慮體積成本的。而填充劑比重小對體積成本是較為有利的。
2、對物理性質的影響
在軟質聚氯乙烯塑料中,當填充劑用量增加時,拉伸強度、撕裂強度和伸長率降低,而硬度增加。當采用顆粒較大的填充劑時,拉伸強度和撕裂強度的損失較大,而采用顆粒較細的填充劑時,伸長率下降較大。
陶土使聚氯乙烯塑料硬化作用比碳酸鈣大,也即硬度增加較大,伸長率降低較大。由于各種填充劑對增塑劑的吸收性、比重、硬度、分散性、顆粒大小和粒徑分布的不同,所以對塑料物理性質的影響也是不同的。
3、吸油性
即填充劑吸收增塑劑的能力。它取決于填充劑的細度以及填充劑和增塑劑的品種,吸油性增加時塑料的成本增加。
4、電性能
加入煅燒陶土可以提高塑料的電氣絕緣性,鍛燒陶土是將高嶺土在煅燒過程中除去結晶水和其它雜質。鍛燒溫度影響塑料的電氣絕緣性,一般在600~700°C,可得最好的效果。填充劑也可以改進電纜料的熱變形性,加入少量炭黑,可以提高塑料的耐氣候性。大量的加入炭黑,可使電絕緣性下降,并能制備半導體聚氯乙烯塑料。吸水性小的填充劑對電絕緣性是有利的。
5、純度
由于塑料可能與填充劑中雜質發生反應,因此對填充劑的純度有一定要求。已經證實,金屬雜質對鋇/鎘型穩定體系有反作用,微量鐵、錳、銅以及較少量的鋁,對增塑劑的效率有較大影響。硫的存在由于硫化作用生成硫化物,使鉛穩定劑污染。碳酸鈣用于白色或其它易感染的淺色聚氯乙烯制品時,微量元素的含量建議限制在以下范圍內:
在聚氯乙烯塑料加工中大量應用的填充劑是碳酸鈣、陶土、硫酸鋇、二氧化鈦等。在硬質塑料中主要采用硫酸鋇、二氧化鈦、碳酸鈣等。在軟質塑料中主要采用碳酸鈣陶土等。在絕緣級電纜科中添加煅燒陶土是有利的,在護層級電纜料中主要添加碳酸鈣,在薄膜中也有添加氫氧化鋁、碳酸鈣、滑石粉以降低成本。
填充劑的發展方向是在制備過程中以各種方法使填充劑進行表面涂復。表面處理的碳酸鈣主要好處是:減少碳酸鈣凝聚結塊趨勢,改進加工性能,這對于塑料加工向連續高速擠出工藝發展是有利的。以硬脂酸鹽類表面涂復處理的碳酸鈣其它好處是:吸油量小,可減少增塑劑的用量;圓滿而有效的疏水性及適當低的增塑劑含量 ,因而也改進了電氣性質;由于涂復層中存在硬脂酸鈣的補充穩定作用,而改進了熱穩定性;在塑料加工中不需要添加潤滑劑,可簡化配料工序。