填料泛指被填充於其他物體中的物料。

在化學工程中，填料指裝於填充塔內的惰性固體物料，例如鮑爾環和拉西環等，其作用是增大氣-液的接觸面，使其相互強烈混合。

在化工產品中，填料又稱填充劑，是指用以改善加工效能、製品力學效能並（或）降低成本的固體物料。

在汙水處理領域，主要用於接觸氧化工藝，微生物會在填料的表面進行累積，以增大與汙水的表面接觸，對汙水進行降解處理。

填料也稱作填充劑、增量劑。

某些填料同時又是體質顏料。

微紐的填料具有良好的遮蓋力，常用於塗料行業。

填料可用於多種聚氨酯製品，例如聚氨酯塗料、密封膠：

聚氨酯漿料、特殊彈性體i聚氨酯泡沫塑膠。

三聚氰胺植物纖維聚合，皂參多元醇等，有機填料可用於聚氨酯泡沫塑膠；碳酸鈣高嶺土（陶土、·瓷土），分子篩粉末滑石粉矽灰石灩技鈦白粉j重晶石粉（硫酸鋇）’等微細無機粉末二般可用作聚氨酯密封膠，聚氨酯軟泡聚氨酯彈性體，膠黏劑，聚氨酯塗料等的填料。

泛指被填充於其他物體中的物料。

在化學工程中，填料指裝於填充塔內的惰性固體物料，例如鮑爾環和拉西環等，其作用是增大氣-液的接觸面，使其相互強烈混合。

在化工產品中，填料又稱填充劑，是指用以改善加

工效能、製品力學效能並（或）降低成本的固體物料。

其中可顯著提高製品強度的填料，如長纖維和晶須等常專稱增強材料，炭黑稱補強填充劑。

藥品片劑、化妝品和去垢劑中常加入固體物料和碳酸鈣等作填充劑，但其目的是調節劑量和濃度而不是改善效能，所以應稱稀釋劑。

塑膠增塑劑、橡膠充油以及紡絲油劑等，雖可改善效能，也能影響成本，但習慣上把這些液態物料視為加工助劑。

在高分子化工中，填料（填充劑）是用量最大的新增劑，幾乎所有的塑膠（包括熱塑性和熱固性塑膠）、天然橡膠和塗料都使用大量填料。

例如，製造塑膠時加入木粉、陶土或碳酸鈣等，不僅能改善製品力學效能，增加硬度，而且還可降低成本；

用石墨、磁粉或雲母作填料，可提高塑膠的導電、通磁和耐熱性；

橡膠中加入炭黑或二氧化矽（白炭黑）可顯著提高製品的物性；

紡絲液中加入鈦白粉（二氧化鈦）可以遮光和染色。

在塗料工業中常加入白色或帶色填料（如鈦白粉、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇等）以改善塗料的光學、物理和化學效能，這類用途的填料（填充劑）稱為體質顏料或展色料。

填料效能優劣

主要取決於：

①有較大的比表面積（m2/m3填料層）；

②液體在填料表面有較好的均勻分佈效能；

③氣流能在填料層中均勻分佈；

④調料具有較大的空隙率（m3/m3填料層）。

另外，選擇填料時還應考慮其機械強度、來源、製造及價格等因素。

填料作用

填料使得物料黏度增加，特別是纖維填料使黏度明顯增加。

新增前的填料需經過脫水處理，以避免消耗掉部分異氰酸酯。

必須注意生成二氧化碳會導致樹脂出現發泡現象，影響聚氨酯樹脂的物性。

為了能夠加快填料潤溼速度，同時降低體系黏度}l_。或者在聚氨酯樹脂中新增更多的填料，有時需預先在樹脂中新增潤、溼分散劑。

模內漆是具有塗料、色漿和脫模劑三種功能的助劑。

它均勻噴塗在模具內，漆膜乾燥後，即可模塑聚氨酯鞋底、自結皮泡沫塑膠、聚氨酯軟泡。硬泡製品脫模後，色漆附著在成型周化的製品上。

填料的作用機理：

填料作為新增劑，主要是透過它佔據體積發揮作用，由於填料的存在，基體材料的分子鏈就不能再佔據原來的全部空間，使得相連的鏈段在某種程度上被固定化，並可能引起基體聚合物的取向。

由於填料的尺寸穩定性，在填充的聚合物中，聚合物介面區域內的分子鏈運動受到限制，而使玻璃化溫度上升，熱變形溫度提高，收縮率降低，彈性模量、硬度、剛度、衝擊強度提高。

填料的作用：

①降低成型製件的收縮率，提高製品的尺寸穩定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等；

②樹脂粘度有效的調節劑；

③可滿足不同效能要求，提高耐磨性、改善導電性及導熱性等，大多數填料能提高材料衝擊強度及壓縮強度，但不能提高拉伸強度；

④可提高顏料的著色效果；

⑤某些填料具有極好的光穩定性和耐化學腐蝕性；

⑥有增容作用，可降低成本，提高產品在市場上的競爭能力。

環氧地坪漆中填料的目的

環氧地坪漆中的填充劑也稱為填料，一般是指新增到環氧樹脂液體中，作為環氧地坪漆其中的組份，以改變環氧樹脂膠液的效能和降低成本的材料。

在環氧地坪漆中使用填料的目的有以下幾個方面：

1 降低成本，抑制反應熱，絢麗顏色。

2 延長樹脂混合物的適用期。

3 降低樹脂固化物的收縮性。

4 改善樹脂固化物的耐熱性。

5 降低樹脂固化物的熱膨脹係數，降低樹脂固化物的吸水性，改善固化物的耐老化性及耐化學品性。

6 提高樹脂固化物的抗壓強度，但抗拉強度及抗衝韌性會降低。

7 改善樹脂固化物的耐電弧性及提高其它電效能。

8 改善樹脂固化物的耐磨損性。

填料選用準則

對於某種特殊應用，填料填料的最佳標準是根據複合材料所期望達到的效能而定，但必須考慮到下述基本原則。

1、填料在加工過程中必須保持其原有結構，並保持惰性、不溶性、熱穩定性、不揮發性、無催化活性和低的吸附性。

2、填料必須與基材能夠相容，無腐蝕性。

3、容易處理，堆積密度高，水分含量低，低塵，無毒性。

4、必須易得，貨源充足，價格適中，質量穩定。

填料的種類

填料的種類很多，鋁粉、鋅粉銅粉、銀粉等金屬粉末可用作導電填料。

水泥、粉煤灰等也可用作填料。

木粉、澱粉等植物性粉末也可用作填料。

氟化鈣可少量用於聚氨酯膠黏劑和密封膠體系；兼具二氧化碳吸收劑的作用。

一般來說，微細的粉末填料或改性的微細填料，以及纖維狀、片狀填料，少量使用可提高其整體效能，。例如對彈性聚合物（如橡膠、聚氨酯彈性體_）有· 定的補強作用，增加模量、強度、。耐磨性、耐熱性，改善其尺寸穩定性，對硬質製品也能適當提高強度、耐老化性。

但使用量過大則使得物性降低，，並且填料摻量大時操作困難。

填料有以下幾種：

根據裝填方式的不同，可分為散裝填料和規整填料。

散裝填料

散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內，又稱為亂堆填料或顆粒填料。

散裝填料根據結構特點不同，又可分為環形填料、鞍形填料、環鞍形填料及球形填料等。

現介紹幾種較為典型的散裝填料：

拉西環鮑爾環階梯環弧鞍填料 矩鞍填料 金屬環矩鞍 填料球形填料

拉西環

（1）拉西環填料於1914年由拉西（F。 Rashching）發明，為外徑與高度相等的圓環。

拉西環填料的氣液分佈較差，傳質效率低，阻力大，通量小，工業上已較少應用。

鮑爾環

（2）鮑爾環填料是對拉西環的改進，在拉西環的側壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環壁的一側仍與壁面相連，另一側向環內彎曲，形成內伸的舌葉，諸舌葉的側邊在環中心相搭。

鮑爾環由於環壁開孔，大大提高了環內空間及環內表面的利用率，氣流阻力小，液體分佈均勻。

與拉西環相比，鮑爾環的氣體通量可增加50%以上，傳質效率提高30%左右。

鮑爾環是一種應用較廣的填料［1］ 。

階梯環

（3） 階梯環填料是對鮑爾環的改進，與鮑爾環相比，階梯環高度減少了一半並在一端增加了一個錐形翻邊。

由於高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體透過填料層的阻力。

錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的彙集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利於傳質效率的提高。

階梯環的綜合性能優於鮑爾環，成為所使用的環形填料中最為優良的一種。

弧鞍填料

（4） 弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般採用瓷質材料製成。

弧鞍填料的特點是表面全部敞開，不分內外，液體在表面兩側均勻流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。

其缺點是易發生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質效率降低。

弧鞍填料強度較差，容破碎，工業生產中應用不多。

矩鞍填料

（5） 矩鞍填料 將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。

矩鞍填料堆積時不會套疊，液體分佈較均勻。

矩鞍填料一般採用瓷質材料製成，其效能優於拉西環。

國內絕大多數應用瓷拉西環的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。

金屬環矩鞍填料

（6） 金屬環矩鞍填料 環矩鞍填料（國外稱為Intalox）是兼顧環形和鞍形結構特點而設計出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質製成，故又稱為金屬環矩鞍填料。

環矩鞍填料將環形填料和鞍形填料兩者的優點集於一體，其綜合性能優於鮑爾環和階梯環，在散裝填料中應用較多。

球形填料

（7） 球形填料一般採用塑膠注塑而成，其結構有多種。

球形填料的特點是球體為空心，可以允許氣體、液體從其內部透過。

由於球體結構的對稱性，填料裝填密度均勻，不易產生空穴和架橋，所以氣液分散效能好。

球形填料一般只適用於某些特定的場合，工程上應用較少。

除上述幾種較典型的散裝填料外，不斷有構型獨特的新型填料開發出來，如共軛環填料、海爾環填料、納特環填料等。

工業上常用的散裝填料的特性資料可查有關手冊。

規整填料

規整填料是按一定的幾何構形排列，整齊堆砌的填料。

規整填料種類很多，根據其幾何結構可分為格柵填料、波紋填料、脈衝填料等。

格柵填料

（1）格柵填料是以條狀單元體經一定規則組合而成的，具有多種結構形式。

工業上應用最早的格柵填料為木格柵填料。

應用較為普遍的有格里奇格柵填料、網孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其中以格里奇格柵填料最具代表性。

格柵填料的比表面積較低，主要用於要求壓降小、負荷大及防堵等場合。

波紋填料

（2）波紋填料在工業上應用的規整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種，組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。

各盤填料垂直裝於塔內，相鄰的兩盤填料間交錯90°排列。

波紋填料按結構可分為網波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質又有金屬、塑膠和陶瓷等之分。

金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網製成的。

金屬絲網波紋填料的壓降低，分離效率很高，特別適用於精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。

儘管其造價高，但因其效能優良仍得到了廣泛的應用。

金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。

該填料的波紋板片上衝壓有許多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。

波紋板片上軋成細小溝紋，可起到細分配板片上的液體、增強表面潤溼效能的作用。

金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用於大直徑塔及氣液負荷較大的場合。

金屬壓延孔板波紋填料是另一種有代表性的板波紋填料。

它與金屬孔板波紋填料的主要區別在於板片表面不是衝壓孔，而是刺孔，用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為0。4～0。5mm小刺孔。

其分離能力類似於網波紋填料，但抗堵能力比網波紋填料強，並且價格便宜，應用較為廣泛。

波紋填料的優點是結構緊湊，阻力小，傳質效率高，處理能力大，比表面積大（常用的有125、150、250、350、500、700等幾種）。

波紋填料的缺點是不適於處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價高。

（3）脈衝填料脈衝填料是由帶縮頸的中空稜柱形個體，按一定方式拼裝而成的一種規整填料。

脈衝填料組裝後，會形成帶縮頸的多孔稜形通道，其縱面流道交替收縮和擴大，氣液兩相透過時產生強烈的湍動。

在縮頸段，氣速最高，湍動劇烈，從而強化傳質。

在擴大段，氣速減到最小，實現兩相的分離。

流道收縮、擴大的交替重複，實現了“脈衝”傳質過程。

脈衝填料的特點是處理量大，壓降小，是真空精餾的理想填料。

因其優良的液體分佈效能使放大效應減少，故特別適用於大塔徑的場合。

四氟填料

聚四氟乙烯閥杆填料是以聚四氟乙烯細粉料為原料，採用全新的工藝加工而成的一種柔軟製品。

白色，連續繩狀，截面呈圓形。

它具有高度的柔順性，極好的填充性、自潤滑性、低摩擦係數、耐腐蝕等效能。

技術引數：

·使用溫度 -260～+260 ·使用壓力 <20MPa ·適用介質 除元素氟、熔融鹼金屬以外的一切化學物質。

優點：

·裝填方便快捷。

裝填時一般不必拆卸閥門，只需將繩狀填料繞在閥杆上，推入填料函，上緊函蓋帽，填料即被壓成一個密實的整體。

·密封效能優異。

膨脹聚四氟乙烯獨特的微觀結構賦予該產品極佳的柔韌性和模塑性，使它能輕易地將填料函內部空隙，甚至閥杆、函體上的所有凹坑和溝槽填密，這也使腐蝕、磨損的舊閥門避免更換或修理。

·使用壽命長。

因它長期保持的柔軟塑性，使洩漏缺口隨時被填塞，還因它不被腐蝕，不會老化，可保長期使用。

·閥門開閉靈活輕便。

因為聚四氟乙烯具有最低的摩擦係數和優異的自潤滑性。

·不汙染管道中的流體。

因為它潔白乾淨，不會因腐蝕老化而脫落，使它特別適用於醫藥、精細化工、食品等行業。

·規格通用性好，減少填料儲存量，節約開支。

只需備置幾種粗細規格的閥杆填料，就能滿足大多數閥門之需求。

一般選用能用手嵌入的最大號這種填料，但較細的‘該種填料，也可用於大規格的閥門中，壓緊後，也會塑變成型，得到密實的封填體。

塑性填料

塑性填料是經模具壓制成型的填料，使用時不需要像編結填料那樣切斷後盤成環狀，而且是根據軸頸大小製成環形。

塑性填料有棉狀和積層兩種形式。

（1）綿狀填料

綿狀填料是把纖維、石墨、雲母、金屬粉（或金屬鱗片）、油脂與彈性粘結劑相混合後，模壓成環形，再在外層編結一層石棉紗（根據需要也可用金屬絲）。

還有一種使用方式是將混合物直接放人填料腔，經壓蓋壓緊後直接使用，由於填料沒有固定尺寸，填料裝填不當容易影響密封效能所以該方法較少使用。

可以根據工作條件調節綿狀填料中各種混合料的種類和配比，例如高壓蒸汽密封加人銅粉、酸性介質密封加人鉛粒或鉛片、軸有振動時可加添較多的彈性良好的粘結劑等。

由於這種填料不含潤滑劑，所以高壓下其體積變化很小，可用於高速泵類和高壓閥門密封。

如加人固體潤滑劑，則可以保證良好的自潤滑效能，且結構緻密，有助於提高密封性。

另外，綿狀填料有塑性流動性，還可以與金屬填料組合使用。

（2）積層填料

這種填料是在石棉布或帆布的表面上塗敷橡膠，經疊合或者卷繞後熱壓硫化成型，還可以內夾橡膠芯等軟質填料或嵌人彈簧，幾種積層填料的結構。

積層填料密封性良好，可用於120℃以下的低壓蒸汽、水和氨液，主要用作往復運動的軸封和閥杆的密封，無介面的圈裝積層填料還可以用作往復泵活塞環。

由於積層填料中所含潤滑劑不足，使用過程中需新增潤滑劑。