材料中添加填料的最初动因可能来自于降低成本的要求。填料都很廉价,所以在材料中 使用填料有可能使材料更加便宜。这一想法的发明者是谁我们已无从得知,但可能不是一个 人,而是在许多不同地方的许多人。然而,如以下讨论所示,尽管降低成本仍然是使用填料 的重要因素,但是已经不是釆用填料制备复合材料的惟一所考虑因素。
下面列出配方设计者所感兴趣的一些材料的性质。
成本降低]
成本降低取决于聚合物和填料的相对成本。
下表为1996〜1997年聚合物的
大约价格:
US $ /kg
US $/1
ABS
1.98
2.05
PE
0.77
0.70
PET
1.65
2.67
PP
0.88
0.79
PS
0.79
0.84
PVC
0.66
0.92
丝网除沫器填料的价格与填料的尺寸有极大的关系,在下面所列的价格中,将填料分为大粒(大到
100呻,如:重质CaCO3),中粒(大约10冲1,如:粘土),小粒(大约1例,如:Ti()2或沉淀 CaCO3)和超小粒(低于0.1冲1,如:二氧化硅)。
I S $ /kg
US $/1
大粒
0.05
0.14
中粒
0.31
0.81
小粒
1.00
2.80
超小粒
6.60
14.50
如果我们仅仅考虑成本,那么必须比较单位体积的成本。根据表中的数据,如果材料用通 用聚合物生产,那么只有使用大粒填料(非常粗糙的产品)才有降低制造成本的空间。但是,添 加填料降低了材料的许多机械性能。所以,成本的降低是以牺牲性能为代价的。中粒尺寸的填 料在经济上的吸引力要小得多,因为它们将使加工、储存和运输的成本增加,必定使总成本增 加。这说明,聚合物与填料复合一定还有其他方面的动因。这些因素将在下面介绍。