在塑料的加工與生產中,普通碳酸鈣產品只能作為一般的填料使用,而經過改性的納米碳酸鈣除了作為填充劑,還能起到活性劑和補強劑的作用,可以增加塑料制品體積,提升制品的硬度和強度,改善塑料加工性能,并增強塑料制品的耐熱性、彎曲強度、彈性模量等各項性能指標。
納米碳酸鈣已廣泛應用于PVC,PS,PP等各種塑料的加工中,其中以PVC的用量最為龐大,尤其是電線電纜、管材等制品,納米碳酸鈣對PVC塑料具有很好的補強增韌作用,其主要的納米特性使加工后的PVC塑料具有很好的強度、阻隔性、阻燃性、熱穩定性等力學性能。
1、納米碳酸鈣對塑料性能的影響
?。?)改性納米碳酸鈣以其獨特的功能性作用,在提高塑料制品的耐熱性、致密性、穩定性、硬度和剛度,改進其加工性能及散光性、抗擦傷性、平滑度等方面表現出優異的性能;
?。?)在提高塑料薄膜的透明度、竊性、防水性、抗老化性、缺口抗沖擊強度、無缺口沖擊強度的增韌效果及混煉過程中的粘流性等方面,也都具有明顯的效果;
?。?)納米碳酸鈣還可以提高塑料的彎曲強度、彎曲彈性模量、熱變形溫度、尺寸穩定性、塑料滯熱性、高阻隔性、高阻燃窒息性等物理力學性能。
?。?)改性納米碳酸鈣在體系中良好的分散,其納米粒子可以更好地填充體系中的物理結構缺陷,可以降低制品的表面粗糙度,減少了對光線的漫射作用,使制品表面看起來更光亮,摸起來更光滑。
2、塑料用納米碳酸鈣技術指標要求
?。?)晶型
納米碳酸鈣形貌分為:立方形、近球形、紡錘形、棒形、鏈狀、針狀等。以吸油值較低的立方體,或立方體部分呈鏈鎖狀和球形為宜,這些晶形的產品表現出的流動阻力較小,易于生產加工,且不影響塑料制品的表面光澤度。
?。?)粒徑
—般應控制在80~120nm,粒徑太大起不到納米碳酸鈣的效果,制品表面粗糙、不光滑,粒徑過細會造成表面能增加,顆粒團聚加強,加工過程不易分散,造成加工過程堵塞過濾網,表面起顆粒等現象。
?。?)吸油值
吸油值越低越好,因為納米碳酸鈣產品的比表面積較普通輕鈣大,一般為25~80m2/g左右。如果吸油值過高會造成制品在混煉時過多地吸收增塑劑,使體系黏度升高,影響樹脂的加工性能,增加增塑劑的用量,因此降低納米碳酸鈣吸油值,成為提高其應用性能的關鍵。
?。?)分散性
用于塑料填充的納米碳酸鈣,要選用合適的表面處理劑和相應的活化方式,以提高產品的分散性,防止二次凝聚。否則,如果顆粒凝聚,碳酸鈣產品的實際顆粒的粒徑遠大于原生粒子的粒徑,在塑料加工時混煉剪切力有限,凝聚不容易打散,勢必引起局部缺陷,其應用效果反而不如普通活性碳酸鈣好。
?。?)水分
一般控制在0.5%以下,同時要注意水分的均勻性,防止局部水分過高,如果水分過高,在加工過程中,制品表面會產生氣泡或空洞現象。
?。?)鹽酸不溶物
主要是指產品中的黑點、黃點等雜質顆粒,必須嚴格進行控制,否則顆粒較多時,容易造成加工過程中擠出機過濾網頻繁堵塞,影響生產效率,有時在制品表面形成明顯的黑點,影響制品外觀質量;含鐵的細小顆粒有可能使制品的黃度升高、白度降低,用于淺色制品的納米碳酸鈣要特別注意。
?。?)pH值
應盡可能的降低產品的pH值,并加以穩定控制,因為pH值升高將使制品加工過程中的粘度升高,擠出速度降低,造成制品白度降低,黃度偏高,同時表面光澤度下降。
?。?)重金屬的含量
重金屬的含量越低越好,據研究表明:錳、鉻等金屬化合物對某些塑料的降解具有催化作用,從而使制品耐候性差,易于老化。

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