無機礦物粉體作為塑料改性劑，具有一系列獨特的物理化學特性，如高比表面積、良好的熱穩定性和機械強度等。近年來，無機礦物粉體為塑料性能的提升帶來了顯著進步，推動了塑料領域的發展。
　　
　　1、無機礦物粉體的種類
　　
　?。?）碳酸鈣
　　
　　由于碳酸鈣的白度極佳、化學性質穩定且吸油量低，是塑料中應用最早、用量最大的無機填充材料。通過添加碳酸鈣，塑料的硬度、尺寸穩定性和加工性都能得到提升，同時生產成本也能大幅降低。以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）為例，加入碳酸鈣后，這兩種塑料的抗拉強度和彎曲模量都有所提高，而且其熱變形溫度也得到了改善。值得一提的是，超細碳酸鈣還能被用于制造高性能塑料，使材料獲得更加出色的機械和光學性能。
　　
　?。?）滑石粉
　　滑石粉不僅具有出色的潤滑性，還表現出良好的耐熱性和電絕緣性。因為滑石粉的片狀結構和高的徑厚比，可以顯著增強材料的剛性和硬度。除此之外，滑石粉還具有耐熱性、熱穩定性、潤滑性和分散性等性質，使其在更廣闊的領域應用，成為工業中不可或缺的材料。
　　
　?。?）高嶺土
　　高嶺土以其出色的白度、穩定的化學性質和良好的電絕緣性而備受青睞。其特有的片狀構造，為其帶來了卓越的填充與增強效果。在塑料領域，高嶺土的應用價值主要體現在其填充與增強的功能上。由于高嶺土具有穩定的化學性質和出色的分散性，它在聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）等多種塑料中都得到了廣泛應用。通過添加高嶺土，塑料的機械強度、耐磨性和熱穩定性均能得到顯著提升，同時，它還能有效地幫助降低產品的生產成本。在一些高性能塑料中，高嶺土甚至還被用作阻燃和抗靜電的添加劑。
　　
　?。?）云母粉
　　云母不僅電絕緣性、耐熱性和耐腐蝕性都相當好，而且其透光性能超越其他無機粉體，還有阻隔紅外線的功能，因此在大棚膜中得到了廣泛應用。云母粉作為一種重要的無機礦物填料，憑借其優異的物理化學性質，在塑料等各個領域都發揮了重要作用。
　　
　?。?）硅灰石
　　自然界硅灰石多為纖維狀、放射狀、羽毛狀或塊狀集合體，其中最為常見的是纖維狀或針狀結構。在塑料工業中，將其細微顆粒均勻混合并加入到塑料基質中，有效地改善塑料的力學性能，提高其機械強度和熱穩定性。同時，硅灰石還有助于提高材料的耐磨性，作為白色填料，賦予了制品更好的視覺效果和美觀的外觀。
　　
　?。?）納米礦物粉體
　　隨著納米技術的不斷進步，納米級無機礦物粉體在塑料改性中展現巨大潛力。納米礦物粉體具有較大的比表面積、表面能等性質，在塑料改性領域展現出獨特的優勢。如納米碳酸鈣作為橡膠、塑料制品的填料，可以提高制品的耐熱性、耐磨性、尺寸穩定性、剛度及可加工性，并且有效地降低了成本。
　　
　　2、無機礦物粉體在塑料中的功能和作用機理
　　
　?。?）增強塑料的力學性能
　　當無機填料被混入塑料基體中時，在塑料基體中形成多相復合結構。礦物粉體以分散相的形式分布于塑料基體之內，其硬度和模量遠高于塑料，在受力時能分擔和分散應力，提高機械強度。無機礦物粉體因其高硬度特性，在塑料中起到骨架作用，防止裂紋引發和擴展，降低變形和破裂風險。
　　例如，滑石粉混入聚丙烯（PP）后，彎曲模量和抗拉強度增長，提高韌性。無機礦物粉體改性處理能顯著增強塑料的機械強度、硬度和剛性，優化其綜合力學性能，使得填充型復合材料在多個領域得到廣泛應用。
　　
　?。?）改善熱性能
　　硅灰石粉體熱導率高、絕緣性能好，可提升塑料熱導率及化學穩定性。云母粉因層狀結構和耐熱性能而被廣泛應用，能改善塑料熱導率、力學性能及耐候性。氧化鋁導熱性好、化學穩定，常用于提升塑料熱導率及耐熱性。氮化硼熱導率高、電氣絕緣性能好，能顯著提升塑料性能，但因稀缺和高成本，多用于高端領域。
　　
　?。?）改善電性能
　　在電子電器和通信設備領域，對塑料的電絕緣性能有著嚴格的要求。某些特定的礦物粉體，如高嶺土和云母，因其優異的電絕緣特性，在塑料中摻雜這些粉體能顯著提升材料的絕緣性能，使其成為制造電絕緣材料的理想選擇。此外，通過引
　　入具有良好導電性能的礦物粉體（如碳黑、碳納米管），可以開發出導電塑料，這些材料在抗靜電和電磁屏蔽領域具有廣泛的應用。
　　
　?。?）降低材料成本
　　礦物粉體的成本遠低于聚合物樹脂，所以通過將無機礦物粉體摻雜在塑料材料中，有效降低了塑料制品的生產成本。例如，在PVC和PE等常見的塑料中加入碳酸鈣，不僅能降低材料成本，還能提高其力學性能和加工性能。在大規模的工業生產中，通過選擇填料的類型和數量，可以在維持或提升塑料性能的同時，在一定程度上降低生產的成本，從而增強產品在市場上的競爭力。
　　
　　3、無機礦物粉體在塑料中的具體應用場景
　　
　?。?）汽車工業
　　輕量化的塑料材料在汽車工業中應用廣泛，有助于實現能源節約和減少排放。向塑料中摻雜無機礦物粉體，能顯著增強塑料的力學性能，實現塑料制品的輕量化，這對于汽車和航空航天等領域尤為重要。
　　例如，在PP中摻雜滑石粉或碳酸鈣，不僅能夠提升材料的抗拉強度和剛性，還能減輕制品的質量。這些礦物粉體的引入也可以增強材料的耐熱性和尺寸穩定性，以適應汽車部件在高溫環境下的應用需求，改善其在高溫下的抗蠕變性能，降低收縮率，使制件的表面質量更加優良，外觀更加華麗，觸摸感更加適宜。
　　
　?。?）建筑材料
　　無機礦物粉體因其獨特的物理和化學特性，在建筑材料領域扮演著日益重要的角色。在PVC管材和板材的生產中，通過在材料中引入高嶺土制造的復合材料，不僅能提高材料的抗拉強度和彎曲模量，還能增強其耐沖擊性和耐化學腐蝕性。在道路和基礎設施方面，石灰石粉和礦粉常被用作瀝青混合料的填料，以提高路面的強度和耐久性。通過這些改性和優化措施，無機礦物粉體不僅能夠提升建筑材料的性能，還有助于推動綠色建筑的發展，實現建筑行業的可持續發展目標。
　　
　?。?）電子電器
　　塑料材料在電子和電器行業中舉足輕重，需具備優良電絕緣性和熱傳導性。電絕緣性是塑料材料特點，但在高要求場合需提升。高嶺土和云母粉是常用的無機礦物粉體，與塑料樹脂結合可提高電阻率，防止電氣故障。云母粉耐熱性高，適用于高溫電子封裝。氧化鋁和氮化硼是導熱粉體，與塑料樹脂混合可提升熱傳導，廣泛應用于電子封裝、散熱器件、汽車發動機等領域。
　　
　?。?）日用消費品
　　無機礦物粉體在塑料制品改良中作用顯著，能增強塑料適應性?；酆驮颇阜凼莾煞N常用無機礦物粉體，在家用電器外殼生產中，滑石粉增強韌性，防止裂紋；云母粉提高耐熱性，保持穩定性能。高嶺土和碳酸鈣在兒童玩具制造中至關重要，提高機械強度，降低摩擦系數，減少磨損，同時改善加工性能，增加硬度，確保安全耐用。
　　
　　資料來源：《李澤宇,王勇,李曉雄,等.無機礦物粉體在塑料中的應用研究進展[J].山東化工,2024,53(22):136-139》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！