云母简介及其在塑料中的作用

云母简介

云母是分布最广的造岩矿物，是层状结构硅酸铝盐的总称。云母种类主要包括白云母、金云母、绢云母、黑云母和锂云母等。其中，塑料工业上常用的有绢云母、白云母和金云母，锂云母是提炼锂的矿物原料。

1.绢云母

绢云母是一种天然细粒白云母，属白云母的亚种，是层状结构的硅酸盐矿物，结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层组成。绢云母解理完全，可劈成极薄的片状，片厚可达1μm以下（理论上可削成0.001μm），径厚比大；与白云母相比其具有天然粒径小、易超细加工的特点。

绢云母的莫氏硬度为2～3，比重2.7～3.2，pH 值为6～8，折射率随铁含量的增加而相应增高。不含铁的变种，薄片中无色，含铁愈高时，颜色愈深。绢云母对紫外线具有极佳的屏蔽作用，外表呈丝绢光泽，手感细腻润滑。绢云母粉具有独特的耐酸、耐碱、化学稳定性能，还具有良好的绝缘性和耐热性、不燃性、防腐性。

绢云母以其独特的二维片状结构，刚柔相济的优良性能在塑料中有广泛的用途，其优良的性能表现在：能降低制品的收缩率、翘曲率、弯曲度和比重，提高制品的机械性能、耐热性、绝性性、化学稳定性和阻隔性，增加制品表面光泽度和耐候性；用于塑料食品容器、电子灶具时，可提高制品的微波透过性。目前绢云母主要应用于PP、热塑性聚酯、PC、PE、聚甲基戍烯、PA、不饱和聚酯、酚醛塑料、PU 等。

2.白云母和金云母

白云母具有玻璃光泽，一般无色透明；金云母有金属光泽和半金属光泽，常见的有金黄色，棕色，浅绿色等等，透明度较差。白云母和金云母具有良好的电气性能和力学性能，耐热性好，化学稳定性和耐电晕性好。两种云母都可以剥离加工成厚度为0.01到0.03毫米的柔软而富有弹性的薄片。白云母粉的电气性能比金云母好，但金云母柔软，耐热性能比白云母好。在工业上用得最多的是白云母，其次为金云母。其广泛应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。

云母在塑料中的作用

1.物理力学性能

具有二维片状结构的云母在塑料中起平面增强作用，提高制品的弯曲弹性模量和拉伸强度。云母增强塑料的物理力学性能介于用玻璃纤维及矿物填料(如滑石)增强的塑料之间，与玻璃纤维增强塑料相比，云母增强塑料的优点是具有较高的模量和较低的翘曲度。

云母在塑料中的取向均匀保证了制品异向同性，防止翘曲变形，另外可赋予制品优良的尺寸稳定性。云母是对PP、PA改性料收缩率影响最为明显的矿物填料，可显著降低制品的成型收缩率。

2.耐热性能

云母粉具有良好的热稳定性（耐高温600℃以上），在隔热的同时抑制塑料在热分解过程中挥发物的产生，提高材料的热稳定性（热变形温度和耐高温蠕变性）。

3.阻尼性能

云母粉的加入对提高制品的阻尼性能贡献很大，在片状填料的体积效应与摩擦效应共同作用下，材料的能量损耗多，阻尼值大。

4.紫外屏蔽性能

云母是兼具优良紫外屏蔽性能（屏蔽率80%以上）和力学增强效果的天然矿物填料，在部分应用体系中（PP）的紫外屏蔽效果可以完全取代有机紫外吸收剂，大大地降低了制造成本。

5.电气性能

云母具有极高的电阻，本身是高性能绝缘材料，在低压电器领域（诸如PA改性的漏保、空开、接线盒、电元器件等）、电气通信领域，云母填充是一种理想的选择。如需制造高绝缘性塑料制品，可考虑加入功能性填料湿法云母粉，但是含铁量高的云母的绝缘性能较低，应避免使用。

6.阻隔性能

在塑料加工过程中，通过材料的压延、拉伸等作用，云母晶片可在塑料内形成平行取向排列，其取向平行于塑料制品的表面，与气体、液体的渗透逃逸方向相垂直，从而在塑料等材料内形成层层阻隔，使气体和液体极难穿透。气体和液体穿透塑料时，必须不断绕过并逾越云母晶片，穿透途径极其曲折迂回（屏蔽效应和迷宫效应），因此云母填充的塑料具有优良的气体和液体阻隔性能。但要获取优异的阻隔作用，片状填料的径厚比至少要达到50倍，在70倍以上。湿法云母粉径厚比高达80~120倍，可用于需要高阻隔性能的塑料材料中。