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排列三走势图专业版:納米碳酸鈣相關問題

排列三走势图和值1000 www.qyjaix.com.cn   1)納米碳酸鈣的問題

  顆粒能否均勻地、互不粘連地分散在塑料基體中,是判斷能否稱之為納米塑料的關鍵,因為只有當納米尺度的顆粒均勻地分布在基體塑料之中時,納米技術的小尺寸效益、大比表面積效益和量子化效應才能真正體現出來,從而帶來材料性能質的飛躍,,而不是僅僅得到一些提高和改善。

  不可否認那么碳酸鈣在生產過程中某一時刻,其粒子大小確實處于納米的范疇,但在隨后的脫水、干燥過程中,這些原生粒子由團聚體力,作為商品到我們用戶手里實際上是這些團聚體,利用現有粉體表面處理設備、處理劑以及后續的混煉設備都不可能將團聚體打散,從而不可能得到真正的那么碳酸鈣改性的納米塑料。

  近年來圍繞著塑料用納米碳酸鈣及其在集體中分散問題有大量的研究成果,例如研制成功新型解聚劑,將處于高速運動狀態的納米碳酸鈣團聚顆粒解聚瞬間加以表面包覆,都有助于部分團聚在一起的納米碳酸鈣以納米尺度分散在基體塑料中,而且填充塑料的性能比傳統辦法處理的碳酸鈣都有明顯提高,做出了十分有價值的嘗試。

  2.2 增重問題

  由于非金屬礦物的真實密度比何處樹脂大得多,因此隨著添加量增加,填充材料的密度明顯增大,例如密度達2.7g/cm3的重質碳酸鈣加入到HDPE中,其重量百分數達50%時,填充塑料的注塑成型材料的密度達到1.6g/cm3,其重量百分比達到80%時,填充HDPE的密度達到2.0g/cm3。密度增大對以長度、面積、制件個數計算價值的塑料制品來說,有可能因為密度增大導致長度、面積下降或制件個數減少,不僅抵消了使用廉價礦物粉體材料帶來的利益,還有可能得不償失。

  需要指出的是有的塑料制品對密度大的刊物分體材料帶來的負面影響并不敏感,如單向拉伸的編織袋扁絲、打包帶、撕裂膜等。在聚乙烯塑料薄膜加工過程中,膜泡受到縱向拉伸和徑向吹漲,由于拉伸比和吹漲比大大低于單向拉伸制品的拉伸比,加入填料仍會使塑料薄膜密度增大,但較之注塑制品,由于拉伸和吹漲同樣給大分子之間、大分子與填料之間帶來空隙,所以其密度的增大長度遠遠低于注塑制品。例如加入30%重質碳酸鈣的HDPE薄膜,其密度不大于1.1g/cm3,而同樣配方的注塑成型制品,其密度將達到1.3g/cm3。

  遵循這種思路,一些企業和科技人員已經做出一些探索,如通過不同種類填料搭配使用,或預先對填料顆粒進行處理呈發泡體在與基體塑料混合,以及在注塑成型是采取特殊工藝等方法,都取得了一定的效果,可以認為在增重問題上的突破并可用于實際生產,將為改性塑料的發展帶來革命性的影響,值得我們為之努力。

  2.3 成型加工尺寸收縮率問題

  在用性價比更好的改性塑料替代傳統的塑料材料,如用礦物粉體材料填充PP替代ABS時,除性能和外觀上應當達到預期的要求外,成型加工尺寸收縮率是不容忽視的重要問題。

  成型加工尺寸收縮率的變化會影響到模塑成型制品的幾何形狀和尺寸大小。用于純PP或PE的注塑成型模具是按物料收縮率1.5-2.0%設計的(上述研究工作中,同樣條件下純PP的成型加工收縮率為1.7%),如果填充碳酸鈣后,成型加工尺寸收縮率變小,那么對那些靠冷卻收縮脫模的制品會發生抱死、表面劃傷和變形等問題。而如果使用碳酸鈣填充的PP或PE塑料專用料,代替ABS樹脂時,因為ABS的成型加工尺寸收縮率僅為0.5%。同樣會發生脫模困難或形狀變化的問題。塑料制品加工企業往往不愿意因為更換原料而修改或重新制作模具,就有可能大小使用改性料的愿望。

  2.4表面處理問題

  2.4.1 表面處理劑

  表面處理劑種類繁多,但真正使用量最大的商品化的表面處理劑主要有硬脂酸、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑三大類,此外還有硅烷偶聯劑和磷酸酯偶聯劑等。

  1)碳酸鈣表面處理劑的選擇

  硬脂酸最便宜,而且對聚氯乙烯塑料來說比較合適,因為硬脂酸除了可使碳酸鈣的表面有計劃外,還可以作為聚氯乙烯的外潤滑劑使用,對聚烯烴塑料來說,硬脂酸也可以用來處理碳酸鈣,但用量較大,且因無化學反應僅起包覆作用,故整體效果不如偶聯劑。

  幾種偶聯劑都可用于碳酸鈣表面處理,但各具特點,鈦酸酯偶聯劑多為液態,易分布開來,但通常顏色較深,在要求白度高的產品中不適合;鋁酸酯價格比鈦酸酯便宜一些,嚴肅呈白色或者淡黃色,利于作白色制品,但通常為固態蠟狀,熔融和分散需要足夠時間;硅烷偶聯劑十分昂貴,而且由于分子結構上柔性碳鏈少且短,對填充塑料的加工流動性有影響。

  在選擇表面處理劑時要同時考慮價格、效果兩個方面,特別要處理好重鈣將用于哪一種塑料制品方面。

  2)偶聯劑的使用

  使用偶聯劑最關鍵的問題是要讓它以最快速度到達碳酸鈣的每個顆粒并與之發生化學反應形成化學鍵合。這就要求一方面要在高速運動狀態下分散開來,另一方面要有適當的溫度利于化學反應的進行。此外還有一個氫質子(H)的來源問題,如果碳酸鈣中水分含量高,偶聯劑可能與水先進行反應,而不是與碳酸鈣表面上的羥基反應,那么表面處理的目的就不能達到了。因此必須要保證快速分布、溫度適宜和不含水分三個條件,才能發揮出偶聯劑應有的作用。至于是否應先溶于溶劑,是否一定要以噴霧形式加入到處理設備中,一定要分批分次投入,這些并不重要。

  2.4.2表面處理設備

  現在使用的高速混合機本來不是為粉體材料表面處理而設計制造的,而是為聚氯乙烯樹脂預塑化而設計制造的,因此它并不是天然地適用于粉體表面處理的設備,這對于包括超細重質碳酸鈣在內的粒度較小的粉體材料就更不適應。近幾年來塑料加工設備制造企業已經根據我們的要求作了重大改造,因此在購買高速混合機時一定要聲明是用于粉體表面處理的。

  對于改性塑料加工企業,往往自行進行碳酸鈣的表面處理,一是配方可靈活掌握,二是可將碳酸鈣表面處理和下游工序串聯在一起,因此他們的重點在于改造現有的高速混合機,使之更適合于自己的工藝要求,而對于生產大批量活性碳酸鈣的生產企業,由必要考慮使用處理量達且連續生產的,對環境和個人操作條件都比較好的表面處理設備。在連續處理設備方面,青島青礦礦山設備有限公司經過多年努力,研制成功PSC連續式粉體表面改性機,處理量從0.3t/h至2t/h不等,表面包覆率可達到96

  5以上,且改性后的微粉不易再次團聚,使用后效果比較理想。

  2.4.3納米碳

  由于對粉體顆粒表面處理的機理和實際情況還不是十分清楚,還由于有些情況下表面處理是在塑料加工過程中原位進行的,因此對于粉體表面狀態是否已經達到預期的要求,很難判斷。酸鈣表面處理方式

  納米材料的核心問題是要做到在塑料基體中,作為分散相的納米級粉體顆粒要達到納米尺度的分散,不能呈眾多粒子的團聚狀態分布,才能將納米粒子表面不完整從而活性極強的特點發揮出來,同時要要求達到納米尺度的分體顆粒表面要直接與基體塑料的大分子相接觸,以利于發生某種發現或物理的聯系,如果納米粒子的表面被鎖使用的表面處理劑完全包覆了,成為完全由改性劑的分子與基體塑料大分子相接觸,就會失去納米李子自身的功能性,同樣不能產生質的變化,因此對納米碳酸鈣進行表面處理時,一方面要將團聚體打開并使其不再團聚,另一方面未能形成完全包覆,還要讓納米離子的部分表面或部分沒有得到包覆的粒子與基體塑料大分子相接觸。這是擺在納米碳酸鈣生產廠家和改性塑料加工企業面前的共同的課題,有待我們努力加以突破。

  2.4.4表面處理效果

  最簡單的辦法是看已表面處理的粉體材料能否漂浮在水面上,杯中的水是否混濁。再進一步可通過測定沉淀的粉體數量計算活化率。這種判斷僅能算是粗淺的一種定性判斷。因為我們不知道粉體顆粒是否團聚了,團聚體內層的顆粒是否也得到有機化了,以及不親水是否就一定能和塑料基體大分子能形成良好的相界面了。一方面我們期待有關學者和科技人員在微觀形態上進行深入研究,另一方面我們只能通過最后的宏觀結果來判斷所作的表面處理是否成功,效果是否良好,從而得到技術、經濟兩方面都能接受的結論。

  2.5碳酸鈣填料的阻燃性

  碳酸鈣的熱分解溫度在800度以上,而一般的塑料都是易燃的,其燃點溫度在400度左右,因此在初始燃燒階段,希望碳酸鈣分解釋放出二氧化碳是不可能的,碳酸鈣存在的有利之處僅在于減少可燃物的量,而且碳酸鈣含量越高,在同一體積內的可燃物質就越少,當然有利于阻燃,但由于碳酸鈣的存在,高分子材料燃燒時迅速膨脹并氣化的過程中形成無數微孔,大大增加了可燃物與氧氣接觸的表面積,使更多的可燃物參與燃燒,并進一步提高著火區域的溫度,更有利于可燃物的膨脹與氣化,使碳酸鈣作為不燃物質的貢獻顯得微不足道。上世紀90年代日本等國家和地區率先在聚乙烯垃圾袋中加入30%的重鈣,就是由于在焚燒爐中碳酸鈣有利于聚乙烯燃燒的考慮。

  實驗表明,100g含有30%碳酸鈣和1%焚燒熱氧化降解劑的聚乙烯薄膜完全燃燒所需時間僅為4s,而同樣重量的純聚乙烯薄膜完全燃燒所需時間為12s,二者相差3倍。

  2.6碳酸鈣對塑料老化的影響

  作為高分子聚合物,在光、熱等環境條件下會發生分子鏈的斷裂,同時有可能產生接枝或交聯反應,宏觀上表現為力學性能下降,這種現象稱之為老化。

  在光的作用下聚乙烯塑料薄膜極易發生老化,針對聚乙烯光老化機理研制生產了光穩定劑,當碳酸鈣加入到聚乙烯中制成薄膜后,對其老化性能影響是決定我們如何在底膜或與陽光頻繁接觸的聚乙烯或聚丙烯塑料制品中使用碳酸鈣的重要問題。

  試驗表明含有碳酸鈣或滑石粉的聚乙烯薄膜在日光暴曬過程中,達到一定值羰基指數CD的時間都少于純聚乙烯薄膜,消滅碳酸鈣的存在對聚乙烯薄膜的老化是有一定促進作用的,隨著碳酸鈣用料增加,在同樣老化條件下,填充PE薄膜老化速度加快。