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          日照塑料中加輕鈣還是加重鈣,竟然爭論不止

          時間 : 2021-02-20 瀏覽量 : -

          在塑料改性技術中將非金屬礦物填料做為填充劑和改性劑使用,不僅可以顯著降低塑料制品的原材料成本,而且可以有效地改善塑料材料的性能。其中碳酸鈣(包括重鈣和輕鈣)是我們最熟悉的一種,其用量大、價格低,加之改性技術那點石成金般的神奇之力讓碳酸鈣備受青睞。

          不過,在塑料工業中添加碳酸鈣也有一個必須面臨的選擇,我是用重鈣呢還是用輕鈣呢?當然,也有較為被認可的觀點,有時候使用輕鈣,有時候使用重鈣,具體情況根據不同產品調節。觀點當然是對的。不過,有沒有第三種選擇呢?

          一、選重鈣還是選輕鈣

          之所以有用輕鈣還是用重鈣的選擇,甚至于那第三種選擇,其目的當然還是降本增效。至于區分重鈣輕鈣一般有兩種方法,一種用沉降體積(以無水乙醇為沉降介質)來區分重鈣還是輕鈣,即沉降體積在2.5mL/g以上的為輕鈣,1.2~1.9mL/g的為重質碳酸鈣。另一種,按生產過程不同加以區別,重鈣是將礦石機械粉碎和分選而成的;輕鈣是由礦石經煅燒、消化和重新碳酸化而成的,重鈣可以看作是物理變化過程的產物,輕鈣則是化學反應過程的產物。

          從學術角度講,重鈣和輕鈣存在著許多不同點,晶形不同、比表面積不同、吸油值不同等等。在塑料產品中用重鈣好還是輕鈣好,不能一概而論。應當充分發揮各自優勢,結合技術和經濟兩方面的因素進行取舍。

          二、復配碳酸鈣在塑料行業中的新應用

          何為復配碳酸鈣產品?其實是指以重質碳酸鈣為主體(>50%),配以一定比例的輕質碳酸鈣粉體,靈活運用復配改性技術,使輕、重鈣混合,進行聯合改性的產物。它的優點在于能很好的平衡輕、重鈣差異,兼具其優勢,在降低各項成本的同時,大幅拓寬產品的應用范圍。

          舉例,有人思考過重鈣代替輕鈣必然面臨著這樣幾個問題:

          1、用什么樣粒徑范圍的重鈣來代替正在使用的輕鈣?

          2、等量代替后,異型材的材料性能能否不發生明顯改變?產品外觀有無影響?

          3、等量代替后,加工設備和機頭模具以及工藝條件要不要相應調整?

          4、等量代替后,由于重鈣加工性能好,是否能降低物料流動阻力(體現在螺桿轉矩變化上),從而節約能耗或提高轉速增加生產速率?

          5、從得與失兩方面比較,是否合算?

          制備出多樣化的復配活性碳酸鈣不僅可以解決對于輕鈣重鈣的使用選擇問題,還可以極大的拓寬碳酸鈣的使用范圍。從另一個角度講,無論是降本還是增效都大有可為,甚至還能在一些異型材的加工中發揮巨大作用。

          三、復配活性碳酸鈣生產工藝

          1、重鈣干法生產工藝,復配活性碳酸鈣可采用如下兩種工藝:

          (1):將一定粒度、比例的重鈣、輕鈣混合研磨→改性→分級;

          (2):采用重鈣、輕鈣分別研磨→分級→改性。

          優勢:工藝簡單,設備投資小,出料后可以直接包裝,特別適用于偶聯劑對碳酸鈣的改性處理工藝。

          2、重鈣濕法生成工藝,復配活性碳酸鈣可采用如下工藝:

          重鈣、輕鈣調整至一定濃度的漿料濕法混磨→改性→漿料產品→干燥→干粉產品。

          優勢:濕法活化是在液相狀態下處理碳酸鈣顆粒,可以均勻地對碳酸鈣進行包覆,表面活性劑可以通過位阻效應和雙電層效應充分地分散于碳酸鈣顆粒表面,使顆粒間的距離增大,在脫水和干燥過程中減輕顆粒的二次凝聚,干燥得到的產品粒度細,堆積密度較小,流動性和分散性均較好。

          04、復配活性碳酸鈣表面改性方法

          方法與單一重鈣或輕鈣的改性是類似的,只是更為復雜。主要的方法有:表面活性劑改性、偶聯劑改性、反應性單體及活性大分子改性、原位聚合法改性等。

          1、表面活性劑改性法

          用于改性碳酸鈣的表面活性劑種類多,生產能力大,價格低廉,主要可分為脂肪酸(鹽)類以及鈦酸酯類等兩大類。

          2、偶聯劑改性法

          偶聯劑分子的一端為極性基團,可以和碳酸鈣表面的羥基進行化學反應,形成穩定的化學鍵;另一端的非極性基團,則包覆在碳酸鈣顆粒表面,使其表面親油化,可降低顆粒表面自由能,提高與樹脂相混性,且賦予復合材料較好的物理、機械性能。

          3、聚合物改性法(兩類)

          聚合物可定向地吸附在碳酸鈣的表面,使碳酸鈣具有電荷特性,并在其表面形成物理和化學吸附層,陰止碳酸鈣粒子團聚結塊,改善分散性。

          一類:先把聚合單體吸附在碳酸鈣表面,然后引發其聚合,從而在其表面形成極薄的聚合物膜層。

          另一類:將聚合物溶解在適當溶劑中再加入碳酸鈣,當聚合物逐漸吸附在碳酸鈣表面時排除溶劑形成包膜。

          小結:碳酸鈣作為填料和改性劑運用的范圍越來越廣泛,但就復配活性碳酸在塑料工業運用中依舊會出現一些小問題。例如,粉體的有效分散、制品表面光澤度、制品加工過程中的擠出性能以及色澤的穩定性等方面。解決這些問題一方面需要技術的發展,另一方面則可以通過復配活性碳酸鈣的標準化生產來避免或減少。


          標簽: 輕鈣 重鈣
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