наполнитель

Наполнители представляют собой нерастворимые добавки, которые при добавлении большого количества к основному материалу ( матрице ) включают : значительно изменить механические, электрические или технологические свойства материалов и в то же время значительно снизить долю обычно более дорогой матрицы в готовом продукте. Напротив, добавки обычно растворяются в матрице и имеют содержание менее нескольких процентов.

Во всем мире более 53 миллионов тонн наполнителей на общую сумму около 16 миллиардов евро используются для таких различных областей применения, как бумага, пластмассы , краски и фармацевтические препараты. Это означает, что наполнители являются одним из наиболее важных сырьевых материалов и содержатся в большом количестве предметов повседневного обихода.

Химическая классификация

Наполнители могут быть натуральными или синтетическими - органическими, а также натуральными или синтетическими неорганическими .

Органический

Древесная мука , целлюлоза , текстильные волокна, тканевые чипсы

Естественно

Пробка , пшеничная мякина или древесная мука.

Синтетический

Углеродные волокна , производные целлюлозы, измельченные пластмассы или эластомеры .

Неорганический

Каменная мука , асбест , стекловолокно , сульфат натрия

Естественно

Силикаты ( глина , суглинок , тальк , слюда , каолин , кремнезем Нойбург ), карбонаты / сульфаты ( мел , доломит , барит ) и оксиды / гидроксиды (кварцевая мука, кристаллический кремнезем, гидроксиды алюминия / магния и оксиды магния, цинка или кальция) .

Синтетический

Силикаты, оксиды и гидроксиды, полученные в результате процессов осаждения (диоксид кремния, мел, алюминий и гидроксид магния) или термических процессов ( коллоидный диоксид кремния , технический углерод , оксиды металлов ); Стекловолокно, стеклянные шары и битое стекло.

Физические свойства

В композитных материалах , которые используются в технических приложениях, размер частиц, форма частиц, структура частиц, гранулометрический состав , размер удельной поверхности и поверхностная активность наполнителя являются решающими факторами для свойств смеси, ее дальнейшей обработки и свойства конечного материала. Изменяя наполнители, можно достичь совершенно разных результатов, например, после отверждения красок и пластмасс или после вулканизации эластомеров.

Приложения

пищевая промышленность

В пище пищевые добавки используются в качестве наполнителей, которые составляют часть объема пищи, не внося значительного вклада в ее полезную энергию. Это снижает фактическое содержание энергии на единицу объема или на массу пищи.

Наполнители используются здесь для снижения физиологической теплотворной способности пищи (например, в случае легких продуктов ) и / или для увеличения объема пищи (например, жевательной резинки ). Некоторые также действуют как клетчатка . К наиболее важным наполнителям относятся, прежде всего, вода и воздух (которые, однако, не являются пищевыми добавками по смыслу соответствующего постановления), а также:

• Целлюлоза ( E 460 )
• Полидекстроза ( E 1200 )

аптека

Помимо действующего вещества и вспомогательных веществ, таблетки содержат также наполнители, как правило, лактозу , глюкозу , сахарозу , крахмал , сульфат кальция или микрокристаллическую целлюлозу в зависимости от рецепта .

Пластмассы и эластомеры

В технологии пластмасс наполнители используются для оптимизации профиля свойств пластмасс. Включение происходит путем компаундирования . При компаундировании с наполнителями основное внимание уделяется оптимизации и увеличению жесткости , уменьшению усадки и улучшению внешнего вида поверхности. Также возможно целевое увеличение теплопроводности или электропроводности.

Готовый продукт компаунда делится на две группы: пластичный компаунд и маточная смесь добавок или красителей. Использование таких продуктов более аккуратно и чище для переработчика пластмасс.

Пластиковый компаунд - это готовая смесь, которую обычно можно обрабатывать без добавок. Партии добавок - это те продукты, которые наполнены химическими веществами, чтобы изменить свойства пластика, например, смазочными материалами или антиблокировочными материалами, которые используются в пленочной промышленности.

Цветные суперконцентраты оправданы тем, что лучше использовать уже готовую партию в качестве добавки вместо сырых пигментов. Перед использованием пигмент вводится в материал-носитель, совместимый с окрашиваемым пластиком. Степень наполнения таких цветных партий может достигать 85% в зависимости от природы пигментов. Комбинированная партия используется, когда одной партией должно быть достигнуто несколько свойств (партия с проскальзыванием / антиблокировкой).

Чтобы проиллюстрировать сбивающую с толку картину компаунда, добавки и красителя с помощью сравнения: компаунды можно приравнять к готовым смесям для выпечки, которые можно обрабатывать напрямую без дополнительных добавок. Добавки берут на себя роль дрожжей или разрыхлителя, красителями могут быть шоколад или какао, добавленные в смесь для торта. Партии - это только часть смеси в смысле готовой смеси.

Важными наполнителями термопластичных полимеров являются:

• Стекловолокно , стеклянные шарики и битое стекло
• минеральные наполнители, такие как карбонат кальция и тальк
• Углеродные волокна (короткие волокна)
• русский

Наполнители также часто используются в реактопластах . В этой области они часто являются причиной повышенных требований к заливочным системам, используемым для обработки , из-за увеличения вязкости , сегрегации (расслоения) фаз и абразивного действия наполнителей.

Технический углерод и неорганические наполнители используются в эластомерах . Основное внимание здесь уделяется механическим параметрам.

Производство бумаги

В производстве бумаги в качестве наполнителей используются в основном силикаты, в основном каолин , белая фарфоровая глина. Каолин делает бумагу непрозрачной ( непрозрачной ), белой и увеличивает плотность. Наполнитель также придает бумаге более гладкую поверхность, поскольку заполняет пустоты между волокнами. В зависимости от типа бумага может содержать до 30% наполнителя.

В качестве наполнителей часто используются карбонаты, в основном мел , но также сульфаты, такие как гипс или оксиды, например диоксид титана . Сульфат бария можно использовать в качестве наполнителя для производства баритовой бумаги , которая поэтому заметно тяжелая.

За исключением диоксида титана, наполнители дешевле, чем используемая пульпа. Таким образом, использование наполнителей может снизить производственные затраты на бумагу. Добавление наполнителей сегодня практически не влияет на некоторые механические свойства бумаги. В частности, сопротивление разрыву заметно не снижается, поскольку в современных рецептурах бумаги прочная связь между целлюлозой и наполнителем достигается за счет оптимизированных вспомогательных материалов и проклеивающих агентов. Наполнители, однако, служат для увеличения белизны , влияния на вес на единицу площади и формирования впитывающей способности бумаги, что имеет большое значение для качества печати.

Цвета

В красителях наполнители используются для увеличения объема и изменения технических и оптических свойств. Также в качестве наполнителя можно использовать пигменты ; Будет ли красящее нерастворимое вещество рассматриваться как наполнитель или как пигмент, зависит от его применения.

Материалы покрытия, такие как краски, сначала наносятся на объекты в жидкой или порошковой форме, а затем затвердевают. Здесь наполнители используются для воздействия на обработку, технические свойства, внешний вид, а иногда и на ощущение поверхности. Как и в случае пластмасс, в лакокрасочной промышленности предпочтительны минеральные наполнители, такие как карбонат кальция и тальк , а также сульфат бария и гидроксид алюминия .

стиральный порошок

Тяжелая обязанность моющего средства содержит до 50% сульфата натрия (глауберовой соли), который считается как настройка агента . Он практически не влияет на эффект, но обеспечивает хорошую сыпучесть, дозируемость, растворимость и срок хранения. Но сульфат натрия приводит к засолению воды.

Строительные материалы и лакокрасочные материалы

В случае строительных материалов и сопутствующих материалов наполнители объединены термином « агрегат» .

Индивидуальные доказательства

1. ↑ исследование рынка наполнители по Ceresana исследованиям ( сувенир в оригинале от 9 июля 2009 года в Internet Archive ) Info: архив ссылка автоматически вставляются и еще не проверены. Проверьте исходную и архивную ссылку в соответствии с инструкциями, а затем удалите это уведомление. . @ 1@ 2Шаблон: Webachiv / IABot / www.ceresana.com
2. ↑ Нойбург Кремнезем. Добыча, очистка, применение в качестве функционального наполнителя . Библиотека технологий, Bd. 308. Мюнхен: Süddeutscher Verlag onpact, 2008. ISBN 978-3-937889-77-1 . Стр. 7-12.
3. ↑ Отто-Альбрехт Ноймюллер (Ред.): Römpps Chemie-Lexikon. Том 4: M-Pk. Издание 8-е исправленное и дополненное. Franckh'sche Verlagshandlung, Штутгарт, 1985, ISBN 3-440-04514-5 , стр. 2981-2986.
4. ↑ DIN 55943 . В: Немецкий институт стандартизации e. В. (Ред.): Красители 1 . 7-е издание. DIN-Taschenbuch 49, Берлин, Вена, Цюрих, 2012 г., ISBN 978-3-410-23202-5 , стр. 510 .