塑料行業用輕鈣好,還是重鈣好?

2023-09-01     中國粉體技術網

原標題:塑料行業用輕鈣好,還是重鈣好?

碳酸鈣培訓:2023年全國碳酸鈣加工應用技術培訓交流會將於9月23-24日在廣西南寧舉行,報名請關注V信公眾號「粉體技術網」,培訓內容包括:重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、納米碳酸鈣、氫氧化鈣、食品、藥品、牙膏級碳酸鈣精細加工與應用;碳酸鈣粉體在膠黏劑、塑料領域的應用;石灰石、方解石、白雲石等鈣質礦山的綜合開發利用;大理石礦山及尾礦的綜合開發利用;含鈣工業固廢的綜合開發利用(如磷石膏、電石渣、廢石粉、除塵灰、高鈣灰等);參觀廣西科學院碳酸鈣實驗室及中試生產基地。

在塑料用填充與改性材料中,碳酸鈣占有不可動搖的重要地位,而碳酸鈣有重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣之分,那麼,在塑料製品中,用輕鈣好,還是重鈣好呢?

1、概念上的區別

首先應分別給重鈣和輕鈣一個概念準確的定義。

有人用沉降體積(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。

我們則從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,輕鈣是由礦石經鍛燒、消化和重新碳酸化而成。

有些人從同樣重量的碳酸鈣在自然堆積時,體積不相同這一現象出發,誤認為輕鈣輕,實際上是二者的視密度不同,而真實密度相差極小,重鈣的真實密度為2.6-2.9g/cm3,而輕鈣為2.4-2.6g/cm3。

2、應用效果上的區別

有人認為,國外塑料產品使用的填料中重鈣占主要地位,經典的說法是14-18:1,因此塑料行業應儘量使用重鈣,代替輕鈣。

有人做過橡膠中加入重鈣和輕鈣的對比試驗,結論是相同用量和同樣加工條件下填加重鈣更易混煉加工,在橡膠基體中更易分散,且填加重鈣比填加輕鈣的拉伸強度高,但重鈣填充的橡膠收縮率大、表面粗糙。所用的重鈣為-400目,其價格僅為對照用輕鈣的一半,其經濟效益十分可觀。

塑料產品中使用重鈣和輕鈣和橡膠產品類似。一些廠家反映,在同樣條件下使用-400目重鈣代替輕鈣,對於以重量計售出的產品有明顯的優勢,但如果按長度、面積或個數售出的產品,重鈣並不比輕鈣有優勢。

例如管材,同樣重量的物料,其填充量相同時,所得到產品的長度不同,填充重鈣要比填充輕鈣的管材短千分之幾,累積起來就相當大了。對以面積為計量的人造革或合成革,其面積上的差別也是可以感覺到的,因此塑料製品加工廠不輕易地放棄使用輕鈣。

3、用重鈣,還是輕鈣?不能一概而論

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,而且-400目的重鈣和輕鈣的粒徑大小及分布相差甚遠。在塑料基體中重鈣或輕鈣的顆粒以什麼樣的形態存在,是一個個的單獨分布在基體大分子中,還是一團團的,以鬆散的聚集體形式分布在基體樹脂中,以及這些粒子與樹脂大分子的介面狀態如何,直接關係到材料的力學性能。

在塑料產品中使用重鈣,還是輕鈣,不能一概而論,應當在充分發揮各自優勢的基礎上,結合技術和經濟兩方面的因素加以綜合考慮再決定取捨。

例如,在聚氯乙烯人造革生產中,按製造工藝可分為刮塗法、壓延法和擠出法等,而刮塗法使用聚氯乙烯糊樹脂,需加入大量增塑劑。輕鈣的吸油值高於重鈣4-5倍,因此使用輕鈣比使用重鈣要耗用更多的增塑劑才能達到同樣的柔性,如果考慮到增塑劑用量可以減少,使用重鈣從經濟上也許更為合算。

又如聚丙烯編織袋、編織布、打包帶等單向拉伸製品,使用重鈣和輕鈣做填料並未發現在長度上有什麼區別,經過研究發現填料顆粒大多位於經拉伸形成的大分子之間的空隙中在數倍拉伸並急速冷卻後,大分子的形態被迅速凍結,而輕鈣和重鈣真實密度所差無幾,因而對產品最終長度的影響不明顯。另一方面重鈣比輕鈣的加工流動性好,價格要低得多,因此在這種單向拉伸製品中重鈣占絕對統治地位。

另外,我國塑料門窗用異型材的成型加工技術是從國外引進的,引進生產線的同時也引進了產品的配方,其填料為輕鈣,用量為8-10Phr。應當指出國外提供的配方是科學的,加入碳酸鈣的出發點是為了提高異型材的整體性能而不是為了用便宜的原料以降低成本。現在用重鈣代替輕鈣必然面臨著這樣幾個問題:

用什麼樣粒徑範圍的重鈣來代替正在使用的輕鈣?

等量代替後,異型材的材料性能能否不發生明顯改變?產品的外觀有無影響?

等量代替後,加工設備和機頭模具以及工藝條件要不要相應調整?

等量代替後,由於重鈣加工性能好,是否能降低物料流動阻力(體現在螺杆轉矩變化上),從而節約能耗或提高轉速增加生產速率?

從得與失兩方面比較,是否合算?

塑料異型材生產逐漸朝著大規模、大批量生產發展,一種原料的替代、更換關係到大批產品的質量及穩定性,因此塑料製品加工廠不會輕易替換配方中某一組分。

4、碳酸鈣如何更好的應用於塑料行業?

碳酸鈣已成為塑料行業不可缺少的重要原材料之一,碳酸鈣工業的迅速發展為塑料行業提供了選擇和探索的物質條件,其在塑料材料中的良好應用也引導了碳酸鈣行業的發展。

在此,我們希望碳酸鈣行業中有實力的企業不僅要把碳酸鈣產品作好,更要進一步開發以碳酸鈣為主要原料的塑料新材料、新產品,而不是簡單的生產出某一產品,非要讓塑料行業使用。

另外,應當說塑料行業不乏填充改性方面的專家和技術人才,但對眾多塑料企業來講,仍有很多企業還不具體使用填料和填充改性的知識,如果我們碳酸鈣行業人員懂得自己的產品怎麼在塑料加工產品中使用,自行開發出以碳酸鈣為主要原料的深加工產品,賣碳酸鈣的同時輸出碳酸鈣的應用技術,那麼我國的碳酸鈣產品將會有更為廣闊的應用前景。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/9be19c645a1775147330af108168d028.html