Aplicación de cargas minerales no metálicas en la industria del plástico
Los rellenos minerales no metálicos generalmente se refieren a materiales minerales no metálicos que existen en la naturaleza y que se extraen, procesan y usan artificialmente para tener una resistencia mejorada y varias propiedades, o para reducir costos, y se agregan a los plásticos.
Los rellenos minerales no metálicos se dividen en: óxido, hidróxido, carbonato (sulfito), silicato, carbono, etc. Los óxidos incluyen principalmente: dióxido de silicio, tierra de diatomeas, óxido de aluminio, dióxido de titanio, óxido de hierro, óxido de zinc, óxido de magnesio, polvo de piedra pómez, etc. Los hidróxidos incluyen principalmente: hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, carbonato de magnesio básico, etc. Los carbonatos incluyen principalmente carbonato de calcio, carbonato de magnesio, dolomita, carbonato de aluminio y sodio básico, etc. (Sulfito) incluye principalmente sulfato de bario, sulfato de amonio, sulfato de calcio, sulfito de calcio, etc. Los silicatos incluyen principalmente talco, arcilla, mica, amianto, silicato de calcio, montmorillonita, bentonita, perlas de vidrio, fibra de vidrio, etc. El carbono incluye principalmente negro de humo, grafito, esferas huecas de carbono, fibra de carbono, etc. Además, minerales no metálicos las cargas incluyen borato de zinc, borato de calcio, borato de sodio, metaborato de bario y titanato de potasio.
Las principales tecnologías de modificación de los rellenos minerales no metálicos son: modificación química de la superficie, recubrimiento físico de la superficie, tratamiento de la superficie con plasma, tratamiento con disolventes de fase, modificación química mecánica, modificación del injerto de superficie, modificación de la reacción de precipitación, tecnología de polimerización in situ.
Propiedades físicas y sus efectos.
Área de superficie específica: cuanto mayor sea el área de superficie específica, mejor será la afinidad entre el relleno y la resina, pero más difícil será activar la superficie del relleno y mayor será el costo.
Dureza: la dureza alta puede mejorar la resistencia al desgaste del producto, pero desgastará el equipo de procesamiento.
Color: la mayor parte de la producción de plástico requiere Baidu lo más alto posible.
Óptica: Algunos productos pueden aprovechar su absorción de luz para aumentar la temperatura, como: invernaderos agrícolas de plástico.
Electricidad: La condensación o aplastamiento en la superficie de las partículas hace que los enlaces de valencia se rompan y carguen, provocando una distribución desigual de las partículas, lo que debe evitarse en la producción real.
Propiedades y efectos químicos
Composición química: afecta la resistencia a la corrosión, la estructura de la resina y las propiedades cualitativas del producto. Los diferentes tipos de cargas tienen diferentes efectos en el producto y se seleccionan diferentes cargas de acuerdo con las características requeridas del producto.
Efecto termoquímico: los polímeros de alto peso molecular son fáciles de quemar, pero la mayoría de los rellenos minerales inorgánicos se agregan a la matriz del polímero para reducir la calidad de los combustibles y retrasar la combustión básica debido a su propia inconsistencia.
Requisitos de rendimiento para rellenos: alta estabilidad química, buena resistencia al calor, buena dispersión y mezcla en resina plástica, pequeña absorción de resina plástica, alta pureza, insoluble en solventes, buena resistencia a ácidos y álcalis y sin absorción de humedad.
El papel de los rellenos en plásticos
- Carbonato de calcio
El carbonato de calcio es actualmente el relleno en polvo más utilizado en la industria del plástico. Debido a su bajo precio, color blanco y buen rendimiento de procesamiento, el carbonato de calcio pesado puede cumplir con los requisitos de rendimiento de los plásticos rellenos y su dosis aumenta considerablemente.
- polvos de talco
El polvo de talco en los plásticos puede mejorar la rigidez y la resistencia al calor de los plásticos, y puede aumentar la transmisión de luz de la tasa de dispersión de la película en los plásticos, y tiene un efecto de bloqueo sobre los rayos infrarrojos con una longitud de onda de 7-25 μm. Se ha utilizado en películas funcionales para mejorar la noche del invernadero. Calentar la preservación y promover el crecimiento de los cultivos.
- Caolín
El caolín en material de cable de PVC puede mejorar significativamente el aislamiento eléctrico de la cubierta del cable; en películas plásticas, el caolín tiene un mejor efecto de bloqueo de infrarrojos que el talco y se utiliza para la modificación de películas agrícolas; también se utiliza para polipropileno para hacer un agente central para mejorar su resistencia mecánica.
- Wollastonita
La wollastonita se puede utilizar como refuerzo plástico, puede mejorar la resistencia a la abrasión y la estabilidad dimensional de los productos plásticos y puede mejorar el efecto retardante de llama de los retardantes de llama orgánicos.
- Mica
La estructura de escamas única de la mica la convierte en un relleno de refuerzo típico en plásticos, que se utiliza principalmente para mejorar la rigidez, la resistencia al calor y la estabilidad dimensional de los productos plásticos. Cuando se usa mica en películas plásticas, su transmitancia de luz dispersa se puede mejorar en gran medida, lo cual es mejor que otros rellenos inorgánicos.
- Hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio
El hidróxido de aluminio y el hidróxido de magnesio tienen las tres funciones de relleno, retardante de llama y supresión de humo en plásticos; también son los principales aditivos para las cintas transportadoras de PVC que se utilizan en las minas de carbón y, a menudo, se rellenan con resina epoxi y productos de poliéster insaturado. Agregando agente, la cantidad puede alcanzar más del 40%.
La influencia de varios rellenos en las propiedades plásticas.
| Rendimiento | Silicato de calcio | Mica | Talco | Grafito | cuarzo |
| Resistencia a la tracción | + | 0 | |||
| Resistencia a la compresión | + | + | |||
| Módulo de elasticidad | ++ | ++ | + | + | |
| Resistencia al impacto | – | – | – | – | |
| Reducir la expansión térmica | + | + | + | + | |
| Reducir la contracción | + | + | + | + | + |
| Conductividad térmica | + | + | + | + | |
| Estabilidad térmica | + | + | + | ||
| Conductividad | + | ||||
| Aislamiento eléctrico | + | ++ | + | ||
| Resistencia al calor | + | + | + | + | |
| Resistencia química | + | + | 0 | + | |
| Resistencia al desgaste | + | + | + | ||
| Tasa de extrusión | + | ||||
| Desgaste de la máquina | 0 | 0 | – | ||
| Barato | + | + | + | + | ++ |
(++ significa alta eficiencia, + eficiencia media, 0 inválido, -efecto inverso)
| Rendimiento | Wollastonita | Arcilla | Carbonato de calcio | Negro carbón |
| Resistencia a la tracción | + | |||
| Resistencia a la compresión | + | |||
| Módulo de elasticidad | + | + | + | |
| Resistencia al impacto | – | – | – | – |
| Reducir la expansión térmica | + | + | + | + |
| Reducir la contracción | + | + | + | + |
| Conductividad térmica | + | + | ||
| Estabilidad térmica | + | |||
| Conductividad | + | |||
| Aislamiento eléctrico | + | ++ | ||
| Resistencia al calor | + | + | + | |
| Resistencia química | + | |||
| Resistencia a la abrasión | + | |||
| Tasa de extrusión | + | + | ||
| Desgaste en la máquina | 0 | 0 | ||
| Barato | + | + | + |
(++ significa alta eficiencia, + eficiencia media, 0 inválido, -efecto inverso)
Plásticos con minerales no metálicos añadidos
El papel de los rellenos en plásticos
Reducción de costes: se añaden rellenos baratos a los plásticos como rellenos para reducir costes. Los ejemplos representativos incluyen la adición de grandes cantidades de carbonato de calcio al cloruro de polivinilo y polipropileno.
Mejorar las propiedades mecánicas: en comparación con las resinas poliméricas, los minerales no metálicos tienen mayor dureza y módulo, y su superficie activa se puede combinar con cadenas poliméricas, por lo que la adición adecuada de minerales no metálicos puede mejorar eficazmente la dureza plástica, el módulo, la resistencia y otros Rendimiento de la maquinaria.
Rendimiento retardante de llama mejorado: los minerales no metálicos tienen las ventajas de buena estabilidad térmica, baja toxicidad o no toxicidad, sin gas corrosivo, sin juego durante el almacenamiento, difícil de precipitar, efecto retardante de llama de larga duración, etc. Posee abundante materia prima y precios bajos. Sigue siendo un método simple y eficaz para resolver los problemas de retardo de llama, bajo nivel de humo y baja toxicidad de una gran cantidad de plásticos de ingeniería inflamables.
Estabilidad mejorada: los plásticos se utilizan en una variedad de entornos. Los rellenos minerales no metálicos pueden mejorar la estabilidad de los plásticos, como la estabilidad térmica, la estabilidad eléctrica, la resistencia a los disolventes y la resistencia al envejecimiento térmico y a la luz.
Función: Después de agregar la mayoría de los rellenos, los productos de plástico tienen funciones especiales que antes no tenían. Esto se debe a que la composición química del relleno juega un papel importante. Por ejemplo, agregar grafito puede aumentar la conductividad y la resistencia al desgaste del plástico.
El uso de cargas minerales en productos plásticos.
| productos de plástico | Tipo de relleno utilizado | Sumando cantidad (phr) | efecto |
| Cinta de polipropileno | Carbonato de calcio | 10~20 | Aumentar, blanquear, mejorar la imprimibilidad. |
| Fleje de polipropileno | Carbonato de calcio | 50~150 | Aumentar y aumentar el coeficiente de fricción. |
| Película de polietileno | Carbonato de calcio | 40~50 | Incremental y respetuoso con el medio ambiente |
| Tubo de polietileno | Carbonato de calcio | 20~40 | Incremento |
| Tubería de enrollamiento de polietileno, tubería corrugada | Talco | 20~40 | Aumentar la rigidez |
| Productos moldeados por inyección de polipropileno | Carbonato de calcio, talco en polvo | 40~50 | Reemplazar ABS, reducir costos |
| Película de invernadero de polietileno | Talco, caolín | 5~10 | Mejorar la conservación del calor |
| Bolsa de basura de polietileno | Carbonato de calcio | 40~50 | Mejorar la incineración |
| Bandeja snack de polipropileno | Carbonato de calcio | 200 | Reducir costos y mejorar la estabilidad |
| Parachoque | Talco | 20~30 | Mantenga la rigidez y mejore la resistencia al impacto |
| Piezas de automóviles y electrodomésticos | Talco | 30~50 | Mejorar la resistencia al calor |
| Materiales perfilados de puertas y ventanas de PVC | Carbonato de calcio | 10 | Mejorar la tenacidad y la procesabilidad de la formación. |
| Tubo de pvc | Carbonato de calcio | 20~60 | reducir costos |
| Material de espuma de PVC | Carbonato de calcio | 30~80 | Reducir costos y mejorar la uniformidad |
| Tablero decorativo de PVC | Carbonato de calcio | 200 | reducir costos |
| Material de la funda del cable | Carbonato de calcio | 10~15 | reducir costos |
| Cuero artificial de PVC | Carbonato de calcio | 10~60 | Incrementar, reducir costos |
| Cuerda del núcleo del cable de alimentación | Carbonato de calcio | 180~200 | reducir costos |
| Material de la cubierta del cable de alimentación de alto aislamiento | Caolín calcinado | 10~15 | Mejorar la resistencia del aislamiento eléctrico |
| Polipropileno de alto brillo | Sulfato de bario precipitado | 40~50 | Mantener el brillo de la superficie plástica. |
| Material de la cubierta del cable de baja emisión de humo y libre de halógenos | Hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio | 150 | Retardante de llama, supresión de humo |
| Paletas de ventilador de motor para automóviles, etc. | Mica | 40~50 | Mejorar la resistencia al calor |
| Estuches y partes de aires acondicionados, televisores, etc. | Carbonato de calcio, talco en polvo | 40~60 | Reducir costos y mejorar la estabilidad dimensional |
La principal motivación para usar cargas minerales es reducir el costo de las materias primas para los productos plásticos, por lo que el precio es el factor de influencia principal. Los rellenos de tamaño de partículas gruesas tienden a ser más baratos que los rellenos de tamaño de partículas finas. No todos los productos de plástico son adecuados para el uso de cargas minerales. Algunos no son adecuados para su uso, como los productos transparentes; algunos se deben a los problemas ocasionados por el uso de cargas minerales, como el aumento de peso y la mala coloración.
Cuanto menor sea el tamaño de partícula del relleno mineral no metálico, mejores serán las propiedades físicas y mecánicas del plástico relleno cuando se use correctamente. Sin embargo, dentro del rango permitido por el nivel técnico actual y las condiciones del equipo, el tamaño de partícula es demasiado pequeño, pero no es fácil de usar, no solo el precio es alto También afecta la fluidez del proceso de moldeo y las propiedades mecánicas de el material de relleno.
Se ha prestado cada vez más atención a la funcionalidad de los rellenos minerales no metálicos. Por lo tanto, al desarrollar nuevas variedades de cargas minerales, primero debemos considerar qué nuevas funciones pueden aportar a los materiales plásticos.
Fuente del artículo: China Powder Network