納米碳酸鈣在塑料中的應(yīng)用
2021-08-02
納米碳酸鈣是指粒徑為1-100nm的功能性無機(jī)填料，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑、醫(yī)藥、牙膏、食品等領(lǐng)域。但不同應(yīng)用對(duì)納米碳酸鈣的粒級(jí)、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(yīng)用
在塑料的加工與生產(chǎn)中，普通碳酸鈣產(chǎn)品只能作為一般的填料使用，而經(jīng)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(bǔ)強(qiáng)劑的作用，可以增加塑料制品體積，提升制品的硬度和強(qiáng)度，改善塑料加工性能，并增強(qiáng)塑料制品的耐熱性、彎曲強(qiáng)度、彈性模量等各項(xiàng)性能指標(biāo)。
納米碳酸鈣已廣泛應(yīng)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(duì)PVC塑料具有很好的補(bǔ)強(qiáng)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(qiáng)度、阻隔性、阻燃性、熱穩(wěn)定性等力學(xué)性能。
塑料行業(yè)對(duì)納米碳酸鈣的技術(shù)要求主要有：
吸油值：塑料行業(yè)對(duì)納米碳酸鈣的吸油值要求一般都很低，因?yàn)榧{米碳酸鈣的粒徑小，比表面積大，如果吸油值大則混煉時(shí)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(chǎn)成本上升。
晶形：以立方體、球形為主，這些晶形的產(chǎn)品表現(xiàn)出的流動(dòng)阻力較小，易于生產(chǎn)加工，且不影響塑料制品的表面光澤度。
粒徑：應(yīng)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(xiàn)納米碳酸鈣的效果，且會(huì)影響制品的外觀；粒徑過小會(huì)導(dǎo)致表面能增加，顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重，很難在加工時(shí)完全分散，導(dǎo)致制品表面出現(xiàn)顆粒。
分散性：應(yīng)選擇高分散性的納米碳酸鈣，如果納米碳酸鈣團(tuán)聚嚴(yán)重，則二次粒徑會(huì)比一次粒徑大得多，而塑料加工混煉剪切力不是太強(qiáng)，有些團(tuán)聚嚴(yán)重的納米碳酸鈣不容易打散，在應(yīng)用時(shí)會(huì)引起局部缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題。
水分：水分控制應(yīng)不高于0.5%，若水分過高，會(huì)使塑料表面產(chǎn)生氣泡或空鼓等現(xiàn)象。
pH值：納米碳酸鈣的pH值應(yīng)控制在10以下，若PH值偏高，會(huì)影響制品的白度，表面光澤度，使外觀變差，同時(shí)pH高還會(huì)使體系的粘度升高，影響加工過程。
在應(yīng)用于塑料行業(yè)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(yīng)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(tuán)聚，如何改進(jìn)納米碳酸鈣分散效果，如何提升復(fù)合材料的粘結(jié)強(qiáng)度等方面尚未有效解決。
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