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在PP、PE、PVC等塑料中添加改性碳酸鈣的作用

2022-09-23 14:26:31
表面改性是提升碳酸鈣應(yīng)用性能、提高適用性、拓展市場和用量所必須的重要手段,未來功能化、專用化將成為碳酸鈣發(fā)展的主要趨勢,各種表面改性專用碳酸鈣的市場需求量會越來越大。能應(yīng)用改性碳酸鈣并發(fā)揮出很好效果的領(lǐng)域有:

1、聚氯乙烯(PVC)

改性碳酸鈣與普通碳酸鈣相比,顆粒以原生態(tài)粒子狀態(tài)均勻分布,不團(tuán)聚,與PVC樹脂具有極好的相容性和分散性,易塑化,不粘輥,加工性能優(yōu)良,有利于提高加工效率,而且制品的斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長率明顯提高,物理機(jī)械性能良好。

2、聚丙烯(PP)

采用偶聯(lián)劑四氫呋喃均聚醚(PTHF)對輕質(zhì)碳酸鈣表面進(jìn)行改性,可使碳酸鈣的吸油值降低到22%,接觸角降低到68.6°。改性后的碳酸鈣填充進(jìn)聚丙烯,在聚丙烯中分散良好,能在一定程度上緩解拉伸強(qiáng)度的下降趨勢,使復(fù)合材料的斷裂伸長率達(dá)到28.47%、沖擊強(qiáng)度達(dá)到6.7kJ/m2。

3、高密度聚乙烯(HDPE)

采用鋁酸酯偶聯(lián)劑對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行機(jī)械化學(xué)改性,鋁酸酯偶聯(lián)劑在碳酸鈣粒子表面發(fā)生了一定的鍵合作用,改性后碳酸鈣顆粒分散性明顯提高;隨著高密度聚乙烯(HDPE)中改性碳酸鈣用量的提高,復(fù)合材料磨耗量和摩擦功減小,抗摩擦性能提高;在用量為8phr時(shí),復(fù)合材料力學(xué)性能最佳,拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別提高了4.46%、24.57%。

4、低密度聚乙烯(LDPE)

采用硬脂酸(用量為1.5%)和DL-411鋁酸酯(用量為0.5%時(shí)),改性碳酸鈣的活化指數(shù)為99.71%、吸油值為46.19mL/100g、最終的沉降體積為2.3mL/g、10g改性碳酸鈣與100mL液體石蠟混合物的黏度為4.4Pa·s。將改性碳酸鈣填充到低密度聚乙烯(LDPE)中,當(dāng)改性碳酸鈣含量為10%時(shí),復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能。

5、ABS塑料

納米碳酸鈣經(jīng)過表面改性以后,在有機(jī)介質(zhì)中的分散性得到了提高,表面由親水性變成了親油性,將其用于ABS樹脂中,可提高ABS樹脂的力學(xué)性能,如沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、表面硬度、彎曲強(qiáng)度以及熱性能如熱變形溫度。

6、聚酯(PBAT)

采用雙層偶聯(lián)劑包覆法對碳酸鈣進(jìn)行表面改性,改性后的碳酸鈣填充量可達(dá)到50%,且復(fù)合材料制品的綜合力學(xué)性能良好。在復(fù)合材料中,改性碳酸鈣粒子完全被PBAT樹脂基體浸潤包覆,沒有溶出現(xiàn)象,同時(shí)提高了兩者之間的相互流動性。

7、輻射交聯(lián)三元乙丙橡膠(EPDM)

采用具有不飽和官能團(tuán)的鈦酸酯偶聯(lián)劑105對碳酸鈣原位改性,改性碳酸鈣分散性得到了提高;在輻射交聯(lián)EPDM中,改性碳酸鈣表面通過油酸集團(tuán)與EPDM產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng),使碳酸鈣參與到EPDM的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、100%定伸應(yīng)力和邵爾A硬度,使碳酸鈣在輻射交聯(lián)EPDM中具有了補(bǔ)強(qiáng)性。

8、聚乳酸(PLA)

通過偶聯(lián)劑對碳酸鈣進(jìn)行表面改性,使碳酸鈣比表面積加大,因而與基體接觸面積增大,受到應(yīng)力時(shí)會產(chǎn)生更多的銀紋和塑性變形區(qū),吸收大量的能量,從而達(dá)到增韌、增強(qiáng)的目的。

9、PVC涂層織物

改性重質(zhì)碳酸鈣能夠改善聚氯乙烯糊樹脂配混料體系的相容性,在與普通重鈣同等使用量的情況下,能夠獲得比較低的粘度,增強(qiáng)與聚酯基布的粘合作用,可以減少粘接劑的用量,同時(shí)能夠改善涂層材料的手感,在增加40%使用量的情況下,對材料的加工性能、物理機(jī)械性能、熱焊接性能沒有不利的影響。

10、聚氯乙烯(PVC)消防管

與普通碳酸鈣相比,改性碳酸鈣顆粒以原生粒子狀態(tài)均勻分布,不團(tuán)聚,其中部分以納米粒子狀態(tài)存在,因此填充于聚氯乙烯(PVC)消防管中,不僅能改善體系的加工性能,而且賦予制品較好的物理機(jī)械性能,達(dá)到增韌補(bǔ)強(qiáng)的效果。

11、PVC電纜料和阻燃母粒

利用鋁酸酯、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸改性重質(zhì)碳酸鈣,并將此重質(zhì)碳酸鈣復(fù)合填料用于制備PVC電纜料和阻燃母粒,性能優(yōu)良,而復(fù)合改性劑的使用將成為重質(zhì)碳酸鈣表面改性的發(fā)展趨勢之一。

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