Table of Contents
Карбонат кальция является наиболее широко используемым наполнителем и модификатором в традиционных пластиковых продуктах. Как экономичный наполнитель, он значительно снижает производственные затраты на пластиковые изделия, частично заменяя смолу.
Карбонат кальция не только снижает затраты, но и обладает хорошими смазывающими и диспергирующими свойствами, что позволяет снизить вязкость расплавов пластика, улучшить текучесть и, следовательно, уменьшить трение и износ при обработке, что приводит к снижению потребления энергии. В пластиковых продуктах карбонат кальция также выполняет скелетную функцию, помогая улучшить размерную стабильность, твердость и жесткость.
Карбонат кальция можно классифицировать на тяжелый и легкий карбонат кальция. Легкий карбонат кальция в основном используется для наполнения и модификации смолы поливинилхлорида (ПВХ). Производство наполнителя мастербатча обычно включает тяжелый карбонат кальция, а также такие смолы, как полипропилен и полиэтилен, а также различные добавки. Это может быть широко использовано для наполнения и модификации олефиновых смол, являясь важным средством для снижения производственных затрат, улучшения характеристик продукции и повышения физических свойств. Добавление карбоната кальция также способствует деградации пластиков в естественной среде. Тяжелый карбонат кальция применяется в полистироле, листах АБС, упаковочных материалах и литье под давлением. Некоторые декоративные материалы ПВХ, профили и трубы начали заменять легкий карбонат кальция на тяжелый, что стало эффективной мерой для пластиковых перерабатывающих компаний по снижению производственных затрат, улучшению физических свойств и повышению производительности, что приводит к значительным экономическим и социальным выгодам.
Параметры производительности карбоната кальция могут варьироваться и оказывать влияние на наполнитель мастербатч несколькими способами.
Влияние содержания карбоната кальция на мастербатч:
Содержание карбоната кальция влияет на наполнитель мастербатч несколькими способами, включая производственные характеристики, контроль качества, механические свойства и экономическую эффективность. Правильный контроль содержания карбоната кальция и его качества является решающим для обеспечения стабильной работы мастербатча. Оптимальное содержание карбоната кальция в мастербатче зависит от конкретных применений и требуемых свойств.
Высокое содержание карбоната кальция может улучшить смазочность, белизну и дисперсируемость мастербатча, тем самым улучшая его общие характеристики. Кроме того, химический состав и содержание металлических примесей в карбонате кальция могут повлиять на качество мастербатча. Обычно для модифицированного мастербатча требуется содержание карбоната кальция более 98%, чтобы обеспечить стабильную производственную эффективность.
Форма Частиц
Частицы карбоната кальция имеют различные формы, включая кубические, шестиугольные, многоугольные, неправильные, веретенообразные, игольчатые, сферические, цепочечные и слоистые. Эти различные формы могут влиять на текучесть карбоната кальция при переработке пластмасс и на физические свойства конечных продуктов.
Для наполнителя мастербатча форма частиц влияет на дисперсность карбоната кальция в пластиковой матрице. Например, сферические частицы склонны к более легкому распределению, чем слоистые или игольчатые, благодаря своей изотропности. Многоугольные, призматические и прямоугольные формы карбоната кальция показывают лучшую текучесть расплава при переработке, что облегчает их покрытие и сшивку с сопряженными агентами. Это может способствовать продлению срока службы оборудования для переработки; однако эти формы могут негативно повлиять на механические свойства пластиковых изделий.
Кроме того, различные формы частиц карбоната кальция могут влиять на их способность адсорбировать молекулярные цепи из-за различий в специфической поверхности и шероховатости поверхности, что влияет на усиливающий эффект. Форма карбоната кальция также влияет на механические свойства и текучесть пластмассовых продуктов при обработке. Кроме того, форма и распределение размеров частиц карбоната кальция могут повлиять на условия переработки пластиков, такие как давление наполнителя и коэффициенты расстояния.
Распределение Размеров Частиц
В материаловедении «сеточка» — это единица измерения, используемая для обозначения размера отверстий в сите. Число сетки указывает количество отверстий на квадратный дюйм сита; чем выше число сетки, тем больше отверстий и тем меньше размер отверстий. Эта единица часто используется для описания размера частиц порошковых материалов, указывая размер частиц, проходящих через сито. Более высокое число сетки для карбоната кальция означает более мелкие частицы.
Меньшие размеры частиц обычно приводят к лучшим механическим свойствам; однако они более склонны к агломерации в процессе производства, что затрудняет дисперсию в продуктах, что может повлиять на качество продукта и потребовать специальной обработки. Ультрадисперсные порошки склонны к легкому поглощению влаги во время хранения, поэтому их следует хранить в сухих, хорошо проветриваемых условиях. Распределение размеров частиц карбоната кальция относится к вариациям в размерах частиц, которые могут быть измерены с использованием специализированных инструментов и методов для оценки пропорции или процента частиц различных размеров.
Общие Размеры Сетки для Карбоната Кальция
Карбонат кальция 200 сетки: Относительно крупные частицы, подходящие для применения с высокой загрузкой наполнителя, с минимальным воздействием на механические свойства. Обычно используется в продуктах, которые требуют объема, но не высокой гладкости или прочности.
Карбонат кальция 400 сетки: Сбалансированный выбор между экономичностью и производительностью, широко используется в различных мастербатчах с наполнителями. Он улучшает жесткость и непрозрачность без значительного воздействия на гибкость полимерной матрицы.
Карбонат кальция 800 сетки: Меньшие размеры частиц улучшают дисперсность, повышая качество отделки поверхности, белизну и механические свойства конечного продукта. Обычно используется в высококачественных приложениях, требующих гладкого и однородного внешнего вида.
Карбонат кальция 1250+ сетки: Экстремально мелкие частицы обеспечивают отличную дисперсность и гладкость поверхности. Этот размер используется в высококачественных приложениях, требующих высокой прозрачности, гладких поверхностей и улучшенных физических свойств.
Распределение Размеров Частиц
Распределение размеров частиц относится к пропорции или проценту частиц разных размеров в образце порошка. Оно может быть измерено с использованием специализированных инструментов и методов, отражающих распределение размеров частиц в порошке.
Для порошковых материалов, таких как карбонат кальция, более узкий диапазон распределения размеров частиц указывает на более стабильные свойства материала, в то время как более широкий диапазон обычно приводит к ухудшению характеристик материала.
Ключевым аспектом технологий наполнения и модификации является равномерное распределение частиц карбоната кальция в пластиковой матрице, что можно сравнить с тонкими островками в обширном океане, называемыми островной структурой. Как правило, чем меньше размер частиц наполнителя, при условии их равномерного распределения, тем лучше механические характеристики наполненной системы; однако меньшие размеры также приводят к повышению стоимости обработки и большему затруднению в достижении равномерного распределения.
Поэтому понимание размеров и распределения частиц карбоната кальция и правильный выбор в зависимости от практических потребностей имеют решающее значение.
Белизна и оттенок карбоната кальция являются важными показателями его качества и напрямую влияют на цвет и глянец модифицированного мастербатча. Например, в каландрированных пленках из ПВХ белизна различных карбонатов кальция влияет на белизну и прочность на растяжение пленочного материала. В силиконовой резине более высокая белизна карбоната кальция приводит к увеличению яркости силиконового продукта; однако яркость определяется не только белизной, но и производственными характеристиками и оттенком карбоната кальция.
Белизна карбоната кальция непосредственно влияет на белизну и способность к окрашиванию модифицированного мастербатча, при этом в применениях модифицированного мастербатча существуют строгие требования к белизне карбоната кальция. Эти высокие требования к белизне обеспечивают, что наполненный мастербатч может дать хорошие белые эффекты и отличные окрашивающие характеристики во время использования, минимизируя примеси, которые могут повредить перерабатывающее оборудование. С расширением применения модифицированного мастербатча требования к белизне карбоната кальция продолжают расти; в настоящее время требуемая белизна для карбоната кальция 400 сетки составляет более 95%.
Кроме того, стабильность оттенка карбоната кальция значительно влияет на цветовую однородность и глянец пластиковых изделий. Особенно в белых составах с высоким содержанием карбоната кальция оттенок карбоната кальция напрямую влияет на цветовой внешний вид конечного продукта. Оттенок карбоната кальция определяется его структурой и источником руды.
Советы:
Белизна — это отношение диффузного отражения поверхности измеряемого объекта в видимом спектре света к отражению полностью белого (стандартного белого) объекта, выраженное в процентах.
Оттенок — это основной цветовой тон карбоната кальция. Разные источники руды и методы обработки могут привести к различным оттенкам карбоната кальция, таким как красный, желтый, синий и серый.
Содержание Влаги и Летучих Веществ
Карбонат кальция склонен поглощать влагу из воздуха в процессе переработки и хранения. Если содержание влаги слишком высоко, это может негативно повлиять на внешние свойства карбоната кальция, такие как снижение его белизны, ухудшение внешнего вида и возникновение таких проблем, как агломерация и пузырьки, что может отрицательно сказаться на модифицированном мастербатче и пластиковых изделиях. Кроме того, если содержание следовых летучих веществ в карбонате кальция слишком высоко, это также может негативно повлиять на модифицированный мастербатч и пластиковые изделия. В процессе переработки карбоната кальция необходимо проводить сушки, оптимизировать процессы и регулярно контролировать содержание влаги. Обеспечение содержания влаги и летучих веществ в пределах около 0,3% является важным для предотвращения влияния на качество продукции.
Содержание Других Компонентов
Карбонат кальция обычно содержит небольшие количества оксида магния (MgO), диоксида кремния (SiO2), оксида железа (Fe2O3), оксида алюминия и следовых тяжелых металлов (таких как алюминий, мышьяк, ртуть и т.д.). Содержание этих примесей может варьироваться в зависимости от происхождения и типа руды карбоната кальция.
Избыточное содержание других компонентов в карбонате кальция может повлиять на его производственные характеристики, приводя к таким явлениям, как образование пузырьков, подгорание или разложение в процессе переработки.
Например, SiO2, являясь природным кварцем, имеет небольшую специфическую поверхность и хорошую текучесть, но его твердость (твердость по шкале Мооса — 7) может вызвать значительный износ оборудования, особенно при неравномерном покрытии или низком использовании пластификаторов. При использовании наполненного модифицированного мастербатча в производстве волокон из полипропилена (PP) столкновения с высокоскоростными резальными машинами могут часто повреждать лезвия, что влияет на производительность. Хотя содержание Fe2O3 в карбонате кальция минимально, железо может легко подвергаться химическим изменениям при смешивании с химическими добавками, а Fe2O3 может разлагаться и желтеть при нагревании, что влияет на белизну и внешний вид модифицированного мастербатча.
Чем ниже содержание SiO2 и Fe2O3 в карбонате кальция, тем меньшее влияние они оказывают на качество модифицированного мастербатча.
Методы, такие как щелочное промывание, кислотное промывание, фильтрация и высокотемпературное разложение, могут быть использованы для удаления или снижения примесей в карбонате кальция, что, в свою очередь, улучшает производственные характеристики и качество продукции наполненного мастербатча.
