塑料的填充機理
塑料的填充就是在聚合物熔體中加人填料起到填充空間，增量以降低單耗成本，并進而改進某些性能。針對填充后制品的綜合性能價格比，相應地可分為兩類填充機理。
(1)填料對塑料的補強作用 填料對塑料的補強作用有正補強和負補強兩種。正補強作用往往是活性填料，即填料填充到聚合物中不僅僅是單純的混合，而且彼此間存在著化學和次價力的作用，次價力雖小但有加和性，尤其是聚合物的相對分子質量較大，填料又很細時作用較強，其總力顯得較大，從而可能改變聚合物分子構象平衡和松弛時間。當外力作用在填充塑料上時，填料吸收能量，對其內部裂紋的發展起到阻礙作用，延緩裂紋的擴展，從而提離強度。若填料分子的基團與樹脂分子的基團在高溫熔融時發生化學作用時，補強效果就更加明顯。另外，當填料與樹脂的親和性越好，其補強效果必然加強。
填料對塑料的負補強作用，即填料的加入，降低了制品的強度。這可能是填料與聚合物的分子鏈幾乎沒有作用，當外力作用于制件時，它不能將負荷傳遞給相鄰的分子。相反，填料的存在成為應力集中源，撕裂紋在此先行產生，成為破壞源。
填充母科的設計即應重視正補強效應，它涉及聚合物極性、基本物性、活性基團、填料形狀、粒度、粒度分布、在聚合物中分散狀態，比表面積大小、表面結構與性質、界面作用、填充量大小及對結晶、取向誘導行為等復雜因素。
(2)填料的堆砌理論 填料的堆砌理論是針對填料在塑料中的最佳用用量提出來的，因而實用較廣。填料的堆砌密度對填充材料影響很大，不同用途的填充材料對其堆砌密度要求也不同。如通常所說的鈣塑材料，它是以大幅增量而降低單耗為目的，故希望填充料堆砌達到最大密度堆砌;然而對于大多致的填科來說，最大密度堆砌不一定合適，其原因是：①可能不能保證強度，②給加工帶來困難;③達到理論最大密度堆砌，填料要求太離，相應價格也高，仍會形響成本，因此，生產中希望以小的加人量而獲得級大填充效果。
所謂最大密度堆砌是指最大的顆粒的堆砌決定了該體系的宏觀體積，但體系中顆粒間還有大量間隙，它可為小顆粒填充，總體積不變，而小顆粒間的間隙又可為更細小顆粒充填，顆粒越來越細，用空隙越來越小，直至體系的總體積等于填料的真實體積。即利用特定粒徑分布，可以獲得最大密度堆砌體系，此時，基體聚合物用量最少。反之，采用單一分布粒徑時，則得到最小密度堆砌，這樣填料間堆砌最疏松，填料含量最少，基體聚合物用量大。生產上為達此目的，選用縱/橫比較大的顆粒，如纖維狀、針狀等填料，這樣可占據較大體積，降低填充物的粘度。
最大密度堆砌的實質是產生“濃縮”作用，當填充物體積相同時，用小球取代大球，相對體積減少，而體系密度增大。應用這一理論的目的，是為了保證在不降低被填充物性能的前提下，盡量便填充材料不留空隙，從而加大填充量，陣低成本。
