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不同碳酸鈣改性PVC有哪些差異?要研發(fā)專用型產(chǎn)品,值得一看


來源:中國粉體網(wǎng)   昧光

[導(dǎo)讀]  聚氯乙烯改性

中國粉體網(wǎng)訊 聚氯乙烯(PVC)是一種廉價(jià)易得的聚合物材料,在鞋材、管道管件、電線電纜、壓延膜等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。但純PVC材料韌性較差且熱穩(wěn)定性有所不足,在許多應(yīng)用中都存在局限性。因此,在許多行業(yè)中,開發(fā)了用各種填料改性的PVC復(fù)合材料,以提高機(jī)其械性能和熱穩(wěn)定性能。

 

如加入一定量的碳酸鈣(CaCO3),PVC制品的硬度得到提高,綜合性能得到改善,生產(chǎn)成本也能得到控制。隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)碳酸鈣易加工的特點(diǎn)可以大大提高其在PVC材料中的應(yīng)用價(jià)值和潛力。

 

不同碳酸鈣在PVC材料中的應(yīng)用對比

 

1、濕法重鈣

 

鄧克文等將廣源干法研磨重鈣(GY616)、廣源濕法研磨超白超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣(CC-6000A)、市售輕鈣分別應(yīng)用于PVC壓延膜基礎(chǔ)配方中,分析了碳酸鈣品種對制備的薄膜的光澤度、拉伸強(qiáng)度、比重、遮蓋力和耐熱性影響。其中,添加濕法重鈣的壓延膜光澤度和比重與復(fù)合輕質(zhì)納米鈣一致,拉伸強(qiáng)度提高,遮蓋力和耐熱性更佳。采用四種配方體系對比分析了CC-6000A和復(fù)合輕質(zhì)納米鈣應(yīng)用于車貼膜中的光澤度、拉伸強(qiáng)度、比重、遮蓋力和耐熱性影響;CC-6000A體系制備的車貼膜光澤度和拉伸強(qiáng)度要高于復(fù)合輕質(zhì)納米鈣,比重一致,遮蓋力和耐熱性更好。

 

2、納米碳酸鈣

 

劉亞雄等研究了碳化起始溫度、脂肪酸C鏈長度、油脂熔點(diǎn)與碘值、復(fù)合表面處理劑等關(guān)鍵因素對納米碳酸鈣和聚氯乙烯(PVC)壓延膜性能的影響。結(jié)果表明,碳化起始溫度為24℃時(shí),生成的碳酸鈣為規(guī)整的立方體,比表面積為22.3m2/g,平均粒徑為80nm,白度96%,粒子團(tuán)聚少,二次粒徑最小,D50為0.43μm;以此碳酸鈣制備的壓延膜光澤最高,吸墨性最好,綜合性能最佳。

 

謝忠等以石灰石為原料經(jīng)煅燒生成石灰,采用雙塔連續(xù)碳化法生產(chǎn)納米碳酸鈣。研究出由脂肪酸、植物油、非離子表面性劑、偶聯(lián)劑等組成的表面處理劑,并摸索出3步法碳酸鈣表面活化處理工藝,生產(chǎn)出吸油值低、加工性能好和分散性好的納米活性碳酸鈣,作為填充補(bǔ)強(qiáng)劑應(yīng)用于PVC排水管的生產(chǎn),生產(chǎn)出的PVC排水管的拉伸屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率、縱向回縮率、扁平試驗(yàn)等指標(biāo)優(yōu)于PVC管國家標(biāo)準(zhǔn),30噸重的大卡車從排水管上面壓過,仍為水管恢復(fù)原形,產(chǎn)品性能優(yōu)異。

 

3、不同形貌碳酸鈣

 

董棟棟等用氯化法制備得到了片狀、菱形、棒狀、球狀和立方體狀5種不同形貌碳酸鈣微粒,并研究不同形貌碳酸鈣顆粒形態(tài)對軟質(zhì)PVC薄膜力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,不同形貌碳酸鈣均提高了PVC薄膜的力學(xué)性能,PVC薄膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均提高顯著;其中,棒狀形貌碳酸鈣對PVC薄膜力學(xué)性能的提高效果最好,拉伸強(qiáng)度達(dá)到了27.11MPa;菱形碳酸鈣改性PVC薄膜的斷裂伸長率最高,為98.23%。

 

胡洪川等研究了碳酸鈣、熱穩(wěn)定劑、ACR沖擊改性劑對高填充PVC管材力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著碳酸鈣用量的增加,PVC管材拉伸性能逐漸降低,沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度提高。

 

4、碳酸鈣復(fù)配滑石

 

李娜等通過熔融共混工藝制備了PVC/碳酸鈣/滑石粉復(fù)合材料,研究了滑石粉和碳酸鈣對聚氯乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能的影響。結(jié)果表明,碳酸鈣與滑石粉復(fù)配質(zhì)量比為10∶20時(shí),PVC復(fù)合材料維卡軟化溫度最高(78.6℃);碳酸鈣與滑石粉復(fù)配質(zhì)量比為15∶15時(shí),PVC復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度最高(77.81MPa);碳酸鈣與滑石粉復(fù)配質(zhì)量比在20∶10時(shí),PVC復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度最高(7.738kJ/m2);碳酸鈣與滑石粉復(fù)配質(zhì)量比在5∶25時(shí),PVC復(fù)合材料彎曲模量最高(6300MPa)。

 

5、改性碳酸鈣

 

楊冬冬等研究了碳酸鈣的種類及含量對PVC/CaCO3復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過硬脂酸和鈦酸酯偶聯(lián)劑復(fù)合改性的碳酸鈣對復(fù)合材料的綜合性能改善效果最好,與添加未改性碳酸鈣的復(fù)合材料相比,其沖擊強(qiáng)度提高了15%。

 

鄧傳福等探究了改性后的納米CaCO3對PVC復(fù)合材料綜合性能的影響。結(jié)果表明,通過在納米碳酸鈣濕法改性階段引入過量的羥基,有助于提升硅烷偶聯(lián)劑的接枝包覆效果,可以獲得分散性和加工性較好的納米填料,能夠有效改善PVC復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能,促進(jìn)塑化,實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的增強(qiáng)增韌效果。

 

6、不添加碳酸鈣

 

張維芳等通過微乳化技術(shù)制備了均勻分散的納米碳酸鈣乳液,然后通過原位聚合法合成了兩種納米CaCO3/PVC復(fù)合樹脂,納米CaCO3/PVC復(fù)合樹脂與空白樹脂相比,表觀密度和增塑劑吸收量同時(shí)增加,熱穩(wěn)定性更好,缺口沖擊強(qiáng)度提高,斷裂伸長率提升。

 

結(jié)語

 

目前,國內(nèi)專用型碳酸鈣快速發(fā)展,品類明顯增長,但在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的高端產(chǎn)品還比較少,產(chǎn)品附加值的提升仍有一定空間。PVC用碳酸鈣是相對成熟的一種專用型產(chǎn)品,研究成果有一定的系統(tǒng)性,對碳酸鈣的選擇,改性劑的使用,加工工藝的控制都有一定的成果,值得借鑒和發(fā)展。

 

參考文獻(xiàn):

謝忠,等:高性能PVC管材用的納米活性碳酸鈣,恩平燕怡新材料有限公司

胡洪川,等:不同種類助劑對高填充PVC管材力學(xué)性能的影響,宜賓天億新材料科技有限公司

楊冬冬,等:高抗沖PVC管材材料的研發(fā),中北大學(xué)

鄧傳福,等:硅烷偶聯(lián)劑改性納米碳酸鈣在PVC復(fù)合材料的應(yīng)用研究,欽州市建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司

張維芳,等:不同工藝制備納米CaCO3/PVC復(fù)合樹脂及其性能分析,新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司

李娜,等:碳酸鈣和滑石粉對硬質(zhì)PVC性能的影響,山東魯泰控股集團(tuán)有限公司石墨烯高分子復(fù)合材料研發(fā)中心

鄧克文,等:濕法超白超細(xì)碳酸鈣在PVC壓延膜中的應(yīng)用,江西廣源化工有限責(zé)任公司

劉亞雄,等:納米碳酸鈣的制備及在PVC壓延膜中的應(yīng)用,山東宇信納米科技有限公司


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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作者:昧光

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