Наполненные полимеры
Напо́лненные полиме́ры, полимерные композиционные материалы (полимерные композиты), получаемые сочетанием полимеров с твёрдыми, жидкими или газообразными веществами или материалами (т. н. наполнителями полимерных материалов), которые распределяются в непрерывной среде (матрице) полимера с образованием системы с выраженной границей раздела – межфазным слоем. Наполнение осуществляется для получения материалов с ценным комплексом эксплуатационных свойств, улучшения их технологических свойств и облегчения переработки, удешевления материалов.
Свойства наполненных полимеров определяются свойствами полимерной матрицы и наполнителя, их количественным соотношением, характером взаимного распределения и взаимодействия на границе раздела.
Наибольшее разнообразие свойств материалов удаётся получить при использовании твёрдых наполнителей различной природы, с различными формами и размером частиц. По типу наполнителя различают дисперсно-наполненные, армированные волокнами, армированные плёнками, бумагой или тканями слоистые наполненные полимеры. Наполнение осуществляется на стадии получения полимера или различными приёмами смешения с полимерами, находящимися в порошкообразной форме, в расплаве или в растворе. Содержание наполнителя может достигать 95 % от объёма наполненного полимерного композиционного материала в случае реактопластов и 50 % в случае термопластов и эластомерных материалов. Реактопласты практически всегда высоконаполненные материалы, полимеры в них выполняют функцию связующих для наполнителей и их смесей. Для твёрдых полимеров – термо- и реактопластов – широко используются измельчённые волокнистые наполнители, природа которых определяет классификационную группу наполненных полимеров: различают асбопластики, стеклопластики, углепластики, органопластики и др.
Для технологии эластомерных материалов – каучуков и резин – характерно применение ультрадисперсных твёрдых наполнителей с размером частиц не более 1 мкм. Если размер частиц наполнителя не превышает 50 нм, проявляется эффект усиления – значительное повышение прочности и износостойкости резины.
При производстве наполненных каучуков наполнители (обычно ультрадисперсный технический углерод и/или нефтяное масло) вводятся в полимер на стадии его производства. Если наполнитель смешивается с каучуком, получается наполненная резиновая смесь.
Основные виды полимерных композиционных материалов – пластмассы, резины, покрытия, клеи, герметики и другие наполненные полимеры.