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納米碳酸鈣在塑料中的應用

發布時間:2021-08-02 15:28人氣:
納米碳酸鈣是指粒徑為1-100nm的功能性無機填料,廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑、醫藥、牙膏、食品等領域。但不同應用對納米碳酸鈣的粒級、晶形、吸油值、分散性等要求亦有所不同。
 
1、納米碳酸鈣在塑料中的應用
 
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。
 
塑料行業對納米碳酸鈣的技術要求主要有:
 
吸油值:塑料行業對納米碳酸鈣的吸油值要求一般都很低,因為納米碳酸鈣的粒徑小,比表面積大,如果吸油值大則混煉時消耗的增塑劑就多,使體系粘度升高,不僅影響了加工性能,而且使生產成本上升。
 
晶形:以立方體、球形為主,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:應用于塑料中的納米碳酸鈣粒徑一般控制在100nm左右,粒徑過大不能體現納米碳酸鈣的效果,且會影響制品的外觀;粒徑過小會導致表面能增加,顆粒團聚嚴重,很難在加工時完全分散,導致制品表面出現顆粒。
 
分散性:應選擇高分散性的納米碳酸鈣,如果納米碳酸鈣團聚嚴重,則二次粒徑會比一次粒徑大得多,而塑料加工混煉剪切力不是太強,有些團聚嚴重的納米碳酸鈣不容易打散,在應用時會引起局部缺陷,導致產品質量出現問題。
 
水分:水分控制應不高于0.5%,若水分過高,會使塑料表面產生氣泡或空鼓等現象。
 
pH值:納米碳酸鈣的pH值應控制在10以下,若PH值偏高,會影響制品的白度,表面光澤度,使外觀變差,同時pH高還會使體系的粘度升高,影響加工過程。
 
在應用于塑料行業的各種非金屬礦粉材料中,碳酸鈣用量最大,約占到塑料添加劑總量的60~70%,但在高性能化應用研究中仍存在很多問題,特別是如何解決納米碳酸鈣的團聚,如何改進納米碳酸鈣分散效果,如何提升復合材料的粘結強度等方面尚未有效解決。
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