中國粉體網(wǎng)訊 聚氯乙烯（PVC）是人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用最廣、用量最大的熱塑性樹脂之一，它具有許多優(yōu)點，如優(yōu)異的阻燃性、絕緣性、耐腐蝕性、價格低廉等，廣泛應(yīng)用于建材、型材、電線等方面。
但在加工過程中脆性較大，必須進(jìn)行抗沖、增韌等一系列的改性后才可使用，產(chǎn)品應(yīng)用成本相應(yīng)增加。在PVC改性過程中加入適量的碳酸鈣，制品的韌性、剛性、強(qiáng)度、耐熱性等指標(biāo)能得到明顯改善，同時PVC材料生產(chǎn)成本大幅降低。
碳酸鈣
1、碳酸鈣種類的選擇
碳酸鈣在PVC制品中能起到一種骨架作用，對制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用，還能提高制品的硬度，并提高制品的表面光澤和表面平整性。
重質(zhì)碳酸鈣：濕法重鈣的粒徑細(xì)、粒度分布窄、吸油值低、比表面積大、產(chǎn)品穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于PVC制品中。以PVC壓延膜為例，濕法重鈣對其遮蓋力、耐熱性、拉伸強(qiáng)度有明顯補(bǔ)強(qiáng)作用，能與輕鈣、納米鈣相互替代。此外，有研究表明，在活性超細(xì)重鈣（鈦酸酯改性）填充體系中，隨著碳酸鈣用量的增加，PVC復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度逐漸增大，在用量為12%時達(dá)最大值。
輕質(zhì)碳酸鈣：硬質(zhì)聚氯乙烯制品加工過程中對輕質(zhì)碳酸鈣的需求量非常大，不論是PVC～U異型材還是管材，輕質(zhì)碳酸鈣都是必不可少的填充劑。加入輕質(zhì)碳酸鈣可以增加體積，降低成本，同時還可以提高硬質(zhì)PVC制品的尺寸穩(wěn)定性、硬度和剛性，改善塑料的加工性能。
納米碳酸鈣：將納米活性碳酸鈣應(yīng)用于PVC管材生產(chǎn)，管材的拉伸屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率、縱向回縮率等指標(biāo)均有所提升。據(jù)趙福平等實驗研究，包覆改性鈣粉和納米碳酸鈣填充聚氯乙烯材料，對拉伸強(qiáng)度提升較大，分別為17%和19%；包覆改性碳酸鈣無缺口沖擊強(qiáng)度相較未填充鈣粉時提升4倍。
2碳酸鈣改性PVC材料
碳酸鈣特別是輕質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣粒徑小、表面積大、親水性強(qiáng)、容易二次團(tuán)聚，應(yīng)用在PVC材料中需要進(jìn)行疏水改性。其中，偶聯(lián)劑在碳酸鈣與PVC表面形成特殊的“分子橋”，改善碳酸鈣與PVC之間的界面黏接，進(jìn)而提高制品的拉伸強(qiáng)度、伸長率、永久變形率，改善制品加工流動性。常用的偶聯(lián)劑有鈦酸酯、鋁酸酯及有機(jī)硅烷類等。
重質(zhì)碳酸鈣主要對PVC有填充增容作用，其和PVC相容性較差，對力學(xué)性能影響大，推薦使用在PVC壓延合成革之發(fā)泡層中或?qū)αW(xué)性能不做要求的應(yīng)用場景中。對力學(xué)性能要求高的應(yīng)用場景，采用輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣為好；為減少碳酸鈣二次團(tuán)聚，提高在PVC配方中的分散性能和相容性，宜選擇經(jīng)過表面改性處理的輕質(zhì)碳酸鈣或納米碳酸鈣。
3投料順序研究
碳酸鈣的投料順序在PVC加工過程中至關(guān)重要，目的是盡可能地將碳酸鈣粉體均勻分散在PVC體系中，減少二次團(tuán)聚。在高速攪拌機(jī)中依次加入PVC粉、碳酸鈣、穩(wěn)定劑，低速攪拌均勻后轉(zhuǎn)高速攪拌至溫度升至40~60℃，邊高速攪拌邊加入增塑劑等液體。繼續(xù)攪拌至100~120℃，混合物呈可流動性沙子狀為佳，再放入密煉機(jī)進(jìn)行捏合并壓延成膜。
以上投料過程中，如先加增塑劑再加碳酸鈣，則碳酸鈣在大量的增塑劑浸潤下，易發(fā)生團(tuán)聚，且和配方組合中的其他物料難以完全混合均勻。
結(jié)語
目前，PVC材料用碳酸鈣的“標(biāo)準(zhǔn)化”受到行業(yè)重視，今年廣東省工業(yè)塑料協(xié)會開始制定一些細(xì)分PVC材料用鈣粉的協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，以期為鈣粉在PVC材料中充分發(fā)揮作用，讓企業(yè)更加科學(xué)的生產(chǎn)和應(yīng)用專用型，功能型填料。
參考文獻(xiàn)
黎華強(qiáng)，等：碳酸鈣在聚氯乙烯壓延成型工藝中的應(yīng)用，廣東天安新材料股份有限公司
李進(jìn)，等：聚氯乙烯改性用碳酸鈣的制備及應(yīng)用，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司
粉體網(wǎng)等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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