بسیاری از مواد پلیمری تجاری شده به صورت کامپوزیت هستند مثل مواد ABS ، فوم‌ها، لاستیک‌های تقویت‌شده، پلاستیک‌‌های تقویت‌شده با الیاف شیشه یا گرافیت. افزودن پرکننده‌های سخت به پلیمر، سبب افزایش مدول الاستیک کامپوزیت یا افزایش گرانروی سیال سوسپانسیون می‌شود. غیر از خواصی که در مطالب قبلی آورده‌شد ، خواص مکانیکی دیگری در رابطه با پلیمرهای تقویت‌شده با پرکننده‌های ذره‌ای وجود دارد . این خواص شامل موارد زیر است:
استحکام ضربه:
وجود پرکننده‌های سخت در ماتریس سخت عموماً باعث کاهش استحکام ضربه می‌شود (چند استثنا نیز در این مورد وجود دارد که دلیل آن به درستی فهمیده نشده است)، اما در اکثر حالات ضربه با پدیده خارج شدن پلیمر از روی سطح پرکننده و ترک‌خوردگی ریز مشخص می‌شود. بعد از اینکه خارج شدن پلاستیک از روی سطح ذرات اتفاق افتاد، ماهیت تمرکزدهنده تنش تغییر کرده، به نحوی که تمایل به تشکیل ترک یا ترک‌هایی ریز در راستای محور ذرات را پیدا می‌کنند. در پلیمرهای سخت و شکننده، ترک‌ها به راحتی رشد می‌کنند، به نحوی که ذرات به عنوان شروع‌کننده ترک عمل کرده و استحکام ضربه را کاهش می‌دهند. جای تعجب نیست که استحکام ضربه پلیمرهای شکننده با افزایش ذرات سخت کاهش یابد، چرا که این استحکام را می‌توان به سطح زیر منحنی تنش-کرنش ارتباط داد. استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی معمولاً با افزایش ذرات سخت کاهش می‌یابد. استحکام ضربه با کاهش اندازه ذرات مادامی که تجمع ذرات ایجاد نشوند، افزایش پیدا می‌کند. در اندازه ذرات بسیار ریز، استحکام ضربه به خاطر وجود تجمع ذرات، کاهش می‌یابد. بنابراین امکان وجود یک بیشینه در استحکام ضربه با تغییر در اندازه ذره وجود دارد. با شروع ترک‌خوردگی، ترک در جهت طولی رشد کرده و در جهت محور ذره پراکنده می‌شود. به عنوان یک نتیجه می‌توان گفت در پلیمرهای سخت تقویت‌شده با ذرات لاستیک اگر چسبندگی خوبی بین دو فاز وجود داشته باشد، ماده استحکام ضربه بالایی خواهد داشت.
دمای نرم‌شدن حرارتی
به طورکلی پرکننده‌ها باعث بالا رفتن دمای نرم‌شدن حرارتی می‌شوند. این افزایش بیشتر به دلیل افزایش در مدول و کاهش در خزش در دمای بالا می‌باشد تا افزایش در دمای انتقال شیشه‌ای. افزایش در دمای نرم‌شدن حرارتی می‌تواند زیاد باشد و اغلب بین 10-2 درجه و یا بیشتر است. پرکننده‌ها اغلب دمای نرم‌شدن حرارتی را در پلیمرهای بلورین و پلیمرهای با اتصالات عرضی، بیشتر از پلیمرهای شیشه‌ای بالا می‌برند. دمای نرم‌شدن حرارتی برای پلیمرهای آمورف در نزدیکی Tg اتفاق می‌افتد. برای پلیمرهای بلورین این دما از نزدیکی Tg تا نقطه ذوب ممکن است تغییر کند.
سختی، فرسایش و عمر خستگی
پرکننده‌های سخت، سختی بسیار بالاتری از پلاستیک‌ها را در بیشتر روش‌های اندازه‌گیری از خود نشان می‌دهند، پس جای تعجب ندارد که این پرکننده‌ها سختی کامپوزیت‌ها را بالا ببرند. سایش و فرسایش در موارد کاربردی نظیر بلبرینگ‌های پلاستیکی، کف‌پوش‌ها و تایر ماشین‌ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. علاوه بر سختی، عوامل دیگری نظیر ضریب اصطکاک یا شکل ذرات پرکننده نیز بر روی سایش موثر هستند. به‌عنوان مثال می‌توان گفت که ذرات با اشکال غیر‌منظم از اکسید آلومینیوم در پلی‌تترافلوئوراتیلن سرعت سایش را با ضریب چندین برابر بالاتر از موردی که این ذرات به صورت کروی هستند، افزایش می‌دهد. هر دو شکل ذرات، سرعت سایش را نسبت به حالت پلیمر تقویت‌نشده افزایش می‌دهند. همچنین مشخص شده است که اضافه کردن 10 درصد از ذرات با شکل غیر منظم، موجب افزایش دوبرابری ضریب اصطکاک در مقایسه با ذرات کروی می‌شود.
برای کاربردهایی نظیر بلبرینگ، سرعت سایش بسیار کم مطلوب می‌باشد. موادی که ضریب اصطکاک بسیار پایین داشته و سرعت سایش کمی را موجب می‌شوند، عبارتند از: پلیمرهای اتر- ایمید-آمید، پلی‌کربنات- ایمید، پلیمرهای بیس مال‌ایمید تقویت‌شده با گرافیت و مولیبدن دی سولفاید و پلی‌تترافلوئوراتیلن. بلبرینگ‌های ساخته شده از این مواد، خود روان‌کننده هستند. الیاف کوتاه آرامید به‌شدت سرعت سایش را در بعضی از پلیمرها کاهش می‌دهند. در مقایسه با الیاف کوتاه شیشه، الیاف آرامید قادر به کاهش سرعت سایش به مقدار چند صد برابر می‌باشند، زیرا الیاف سخت شیشه شکسته شده و باعث سایش می‌گردند. در تایرها و در بسیاری از کف‌پوش‌ها، متوجه شده‌اند که پرکننده‌ها به طرز چشمگیری سرعت سایش را کاهش می‌دهند. رفتار سایشی پلیمرهای تقویت‌شده، به‌شدت وابسته به اندازه نسبی ذرات پرکننده و ذرات ساینده می‌باشد. اگر چسبندگی خوبی بین ذرات پرکننده و ماتریس وجود داشته باشد و ذرات پرکننده در مقایسه با ذرات ساینده بزرگ باشند، مقدار سایش کمترین حد را خواهد داشت. معمولاً اگر چسبندگی خوبی بین دو فاز پلیمر و پرکننده وجود داشته باشد، پرکننده‌ها سرعت سایش پلیمر را کاهش خواهند داد. از طرف دیگر، این گونه پلیمرهای تقویت‌شده ممکن است بسیاری از مشخصات کاغذهای سنباده را به خود گرفته و سایش موادی را که با آن‌ها در تماس هستند، افزایش دهند. برای مثال، پلیمرهای تقویت‌شده با ذرات خیلی سخت بی‌شکل نظیر سیلیکا، می‌توانند موجب سایش اضافی در قسمت‌های مختلف یک ماشین تزریق گردد.
برای پرکننده‌های دوده، سایش یک تایر وابسته به اندازه ذره، اندازه توده‌ها، شکل و حجم حفره‌ها، سطح مقطع و درجه چسبندگی لاستیک به دوده می‌باشد. این اطلاعات با آزمون‌های آزمایشگاهی خاصی (مانند جهندگی یا کار انجام‌شده برای شکست در آزمون تک محوره یا سایش در آزمون زاویه سایش اکرون) ترکیب شده و یک معیار خوب برای تشخیص سایش سطح در لاستیک طبیعی و لاستیک استایرن بوتادین را در محدوده وسیعی از دوده‌ها به دست می‌دهد.
عمرخستگی پدیده دیگری است که به طور کامل شناخته نشده است. در بعضی موارد، مانند اضافه کردن دوده به لاستیک یا تایر، پرکننده عمرخستگی را افزایش می‌دهد. در دیگر موارد، پرکننده عمرخستگی را کاهش می‌دهد. در مواردی که پرکننده موجب ایجاد ترک‌های ریز یا نقص‌های مولکولی می‌شود، عمرخستگی پلیمرهای تقویت‌شده از پلیمرهای تقویت‌نشده کمتر است. به بیان دیگر هر وقت که ذرات پرکننده قادر به توقف ترک‌ها باشند، عمرخستگی افزایش می‌یابد.
ضریب انبساط حرارتی
پلیمرها دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار بالاتری نسبت به اکثر پرکننده‌های سخت هستند. این عدم تطابق در ضریب انبساط حرارتی اجزا در کامپوزیت باعث ایجاد چندین اثر مهم به شرح زیر می‌شود:
در هنگام سرد کردن کامپوزیت از دمای پخت یا دمای فرآیند، پلیمر بر روی پرکننده یک فشار پیچشی ایجاد می‌کند. به علت فضای کم پرکننده در مقابل فشار پلیمر در سطح مشترک، حرکت اصطکاکی دیده می‌شود. این حرکت اصطکاکی برای نیروهای بزرگ وجود ندارد، حتی اگر چسبندگی ضعیف باشد. بنابراین مدول، تقریباً در اکثر حالات هم برای حالت چسبندگی خوب و هم چسبندگی ضعیف یکسان می‌باشد. پلیمر در نزدیکی سطح ذرات پرکننده به علت عدم تطابق ضرایب انبساط حرارتی ممکن است تحت یک نیروی قوی کششی در جهت تانژانتی قرار بگیرد. پیچش ذرات پرکننده ممکن است منجر به ایجاد یک تنش کششی زیاد در پلیمر شود، به نحوی که پلیمر ترک خورده و استحکام کامپوزیت کاهش یابد. برای کامپوزیت‌های الیاف بلند در غلظت‌های کم و با چسبندگی خوب، حالت الیاف ممکن است به‌صورت شکل یک موج و با یک طول موج مشخص تغییر شکل دهد. ضریب انبساط حرارتی کامپوزیت ممکن است از مقادیر زیاد آن برای پلیمر خالص به مقادیر کم فلزات و دیگر مواد ساختاری کاهش یابد.
