3 principales tecnologías de modificación de plástico degradable

En la actualidad, el precio de la resina plástica degradable es relativamente alto, y la mayoría de los productos plásticos degradables son necesidades diarias ordinarias, lo que dificultará seriamente la promoción y aplicación a gran escala de productos plásticos degradables. El desarrollo de productos plásticos degradables baratos es uno de los contenidos centrales de la aplicación de plásticos degradables. Por lo tanto, el almidón, el carbonato de calcio, el talco, etc., que no afectan el rendimiento de degradación de los productos y pueden ser absorbidos por el medio ambiente, se utilizan en el sistema de modificación de plásticos degradables. En particular, la alta proporción de tecnología de llenado se ha convertido en una de las tecnologías importantes en el desarrollo de productos plásticos degradables.

Las técnicas de modificación comunes en el proceso de aplicación de plásticos degradables incluyen la modificación de relleno, la modificación de aleación y la modificación de copolimerización.

1. Modificación de llenado

La modificación del relleno consiste en agregar aditivos en polvo que no se derriten a la resina plástica degradable, que incluyen principalmente almidón y polvo inorgánico. Su objetivo principal es preparar materiales especiales baratos y, a veces, también puede mejorar las propiedades mecánicas, como la resistencia de los materiales especiales.

Un coadyuvante de relleno usado comúnmente es el almidón. Es un polímero degradable natural común con una amplia gama de fuentes y bajo precio. Los productos de degradación son dióxido de carbono y agua, que no contaminan el medio ambiente, y es un recurso de biomasa renovable. Lo más importante a lo que hay que prestar atención en esta tecnología de llenado es el tratamiento del almidón, porque la compatibilidad del almidón y los plásticos degradados es pobre, y es necesario plastificar el almidón para que el almidón se pueda combinar mejor con la matriz plástica.

Otro auxiliar de relleno son los polvos inorgánicos como el carbonato de calcio y el talco. Todos son polvos minerales naturales, que pueden ser absorbidos por la naturaleza después de regresar a la naturaleza, por lo que no afectarán el rendimiento de degradación de todo el sistema plástico degradable, pero pueden reducir efectivamente el costo de los materiales modificados y mejorar la resistencia de los materiales a un cierto punto. Por lo tanto, es muy común utilizar carbonato de calcio y otros rellenos en productos que no requieren altas propiedades mecánicas. La tecnología de llenado debe prestar atención al tratamiento de acoplamiento de la superficie del polvo, lo que afectará directamente el rendimiento del producto y la cantidad de polvo inorgánico que se puede agregar.

2. Modificación de aleación

La modificación de aleación es una de las tecnologías más importantes en la aplicación de la modificación de plásticos degradables. El material de aleación se refiere a un material especial compuesto por dos o más variedades diferentes de plásticos degradables por fusión y combinación, que generalmente contiene un componente continuo y otros componentes dispersos. Algunas propiedades del material muestran propiedades de fase continua y algunas propiedades muestran propiedades de fase dispersa. Por lo tanto, se pueden obtener nuevos materiales especiales que concentran las ventajas de varios plásticos degradables, que pueden satisfacer las necesidades de más productos.

3. Modificación de copolimerización

La modificación por copolimerización se refiere a la introducción de otras unidades estructurales en la cadena molecular del polímero para cambiar la estructura química del polímero y realizar la modificación del material. Por ejemplo, el PLA es un polímero hidrófobo, lo que limita su aplicación en algunos campos (como los portadores de fármacos). Un método efectivo es usar lactida para copolimerizar con polímeros hidrófilos (como polietilenglicol, ácido poliglicólico, óxido de polietileno) para introducir grupos o bloques hidrófilos en la molécula de PLA. Por ejemplo, el material de liberación sostenida PLA-PEG-PLA se prepara mediante polimerización de apertura de anillo de polietilenglicol y láctido, lo que mejora la hidrofilicidad y la tasa de degradación del material PLA, y el PLA-PEG-PLA preparado puede convertirse en una polimerización sostenida. -material de liberación. Material de microesferas cargadas de fármaco.

El PHBV tiene muchas propiedades excelentes, como la biocompatibilidad y la actividad óptica, y se usa ampliamente, pero sus productos son duros, quebradizos y difíciles de procesar. El método de modificación de injerto se puede utilizar para introducir el grupo funcional polar polivinilpirrolidona (PVP) en la cadena principal de PHBV para sintetizar el copolímero de injerto PHBV-g-PVP de PHBV y PVP. La tasa de cristalización y la cristalinidad del copolímero disminuyeron, la hidrofilia de la membrana aumentó y la tasa de liberación sostenida del fármaco aumentó.

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El modificador de superficie ha sido seleccionado, ¿cómo se debe usar?

El uso de modificadores de superficie incluye principalmente: dosificación, preparación, dispersión, método de adición y la secuencia de dosificación cuando se utilizan dos o más modificadores de superficie.

1. Cantidad de modificador de superficie

Teóricamente, se requiere la dosificación óptima para lograr la adsorción de la capa monomolecular en la superficie de la partícula. Esta dosificación está relacionada con el área superficial específica de la materia prima en polvo y el área transversal de las moléculas modificadoras de superficie, pero esta dosificación no es necesariamente una cobertura del 100 %. La cantidad óptima real de modificador de superficie debe determinarse mediante la prueba de modificación y la prueba de rendimiento de la aplicación, porque la cantidad de modificador de superficie no solo está relacionada con la uniformidad de la dispersión y el recubrimiento del modificador de superficie durante la modificación de la superficie. También está relacionado con los requisitos específicos de el sistema de aplicación de las propiedades superficiales y los indicadores técnicos de las materias primas en polvo.

Cuando se lleva a cabo la modificación química del recubrimiento, existe una cierta relación correspondiente entre la cantidad de modificador de superficie y la tasa de recubrimiento. En términos generales, al principio, con el aumento de la cantidad, la cantidad de recubrimiento superficial del polvo aumenta rápidamente, pero luego la tendencia de aumento se ralentiza y, después de una determinada dosis, la cantidad de recubrimiento superficial ya no aumenta. Por tanto, es innecesaria una cantidad excesiva, lo que aumenta el coste de producción desde un punto de vista económico.

2. Método de preparación del modificador de superficie

Diferentes modificadores de superficie requieren diferentes métodos de formulación, tales como:
Para algunos agentes de acoplamiento de silano, es el silanol el que actúa como enlace con la superficie del polvo. Por lo tanto, para lograr un buen efecto de modificación (adsorción química), es mejor hidrolizarlo antes de agregarlo.

Para otros modificadores de superficie orgánicos que deben diluirse y disolverse antes de su uso, como titanato, aluminato, ácido esteárico, etc., deben usarse los disolventes orgánicos correspondientes, como etanol absoluto, isopropanol, glicerol, tolueno, éter, acetona, etc. para dilución y disolución.

3. Cómo agregar modificadores de superficie

La mejor manera de agregar el modificador de superficie es hacer que el modificador de superficie entre en contacto con el polvo de manera uniforme y completa para lograr una alta dispersión del modificador de superficie y un recubrimiento uniforme del modificador de superficie en la superficie de la partícula.

Por lo tanto, es mejor utilizar el método de pulverización continua o gota (adición) que está relacionado con la velocidad de alimentación del polvo. Por supuesto, solo el modificador de superficie en polvo continuo se puede usar para agregar modificadores de superficie de forma continua.

4. Secuencia de dosificación de modificadores de superficie

Debido a la falta de homogeneidad de la superficie del polvo, especialmente las propiedades superficiales de los rellenos o pigmentos inorgánicos, a veces es mejor mezclar modificadores de superficie que usar un solo modificador de superficie. Por ejemplo, el uso combinado de agente de acoplamiento de titanato y ácido esteárico para modificar la superficie del carbonato de calcio no solo puede mejorar el efecto del tratamiento superficial, sino también reducir la cantidad de agente de acoplamiento de titanato y el costo de producción.

Sin embargo, cuando se utilizan dos o más modificadores de superficie para tratar el polvo, el orden de dosificación tiene cierta influencia en el efecto final de modificación de la superficie.

Al determinar el orden de adición de los modificadores de superficie, en primer lugar, es necesario analizar las funciones respectivas de los dos modificadores de superficie y la forma en que interactúan con la superficie del polvo (ya sea adsorción física o adsorción química). En términos generales, primero se agrega el modificador de superficie que juega el papel principal y se basa principalmente en la adsorción química, y luego se agrega el modificador de superficie que juega un papel secundario y se basa principalmente en la adsorción física, pero finalmente se determina mediante pruebas de aplicación.

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Modificación superficial del polvo de mica y su aplicación en recubrimientos anticorrosivos industriales

La mica tiene una excelente inercia química, por lo que puede mejorar la resistencia a la corrosión de los recubrimientos, como la resistencia a la niebla salina neutra, la resistencia a los ácidos, la resistencia a los álcalis, etc. Al mismo tiempo, con su estructura laminar única, puede ajustar la tensión interna del recubrimiento. y mejorar la continuidad y densidad de la película de recubrimiento. Puede ralentizar eficazmente la penetración de sustancias corrosivas en la película de recubrimiento y aliviar la corrosión de los sustratos de acero. Agregar mica a los recubrimientos anticorrosión puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión de los recubrimientos.

Sin embargo, como muchos minerales naturales, la mica tiene una superficie hidrófila y oleofóbica, y es difícil de humedecer y dispersar en la fase orgánica. Debido a su gran área de superficie específica y alta absorción de aceite, es difícil lograr un alto relleno en el sistema de recubrimiento y es compatible con la resina del recubrimiento. Bajo rendimiento, unión interfacial insatisfactoria y fácil floculación. Para cambiar este fenómeno, en la actualidad, varias empresas de revestimientos agregan principalmente diferentes aditivos directamente en el proceso de producción del revestimiento, pero este método provocará el desperdicio de aditivos y el efecto de dispersión no es bueno, lo que provoca el rendimiento anticorrosivo del revestimiento. de no cumplir con las expectativas.

Por lo tanto, para aprovechar al máximo la función de la mica, de modo que la mica pueda dispersarse uniformemente en el sistema de recubrimiento y pueda formar una interfaz estable con la resina de recubrimiento después del curado, a fin de mejorar el rendimiento del anti- recubrimiento contra la corrosión, es posible considerar el pretratamiento y la modificación de la superficie de la mica, y luego agregarlo al sistema de recubrimiento.

La superficie del polvo de mica se modificó con un modificador de silano y se exploró el rendimiento funcional real del polvo de mica antes y después de la modificación en el campo de los recubrimientos industriales anticorrosión. Los resultados muestran que:

(1) El uso de modificadores de silano para modificar el polvo de mica puede mejorar significativamente el rendimiento de la aplicación de mica en el sistema de recubrimiento. La cantidad óptima de modificador es 1,5%.

(2) El polvo de mica modificado es mejor que el polvo de mica no modificado para mejorar la eficiencia de producción y el rendimiento de la aplicación del sistema de recubrimiento. Con el aumento de la cantidad de mica en polvo añadida, la viscosidad del sistema tiende a aumentar debido al aumento de la absorción de aceite, y el tiempo de disminución de la finura se prolongará, lo que tiene un impacto negativo en la producción y la eficiencia. En comparación con el producto no modificado, la influencia del polvo de mica modificado en la viscosidad del sistema se reduce significativamente, lo que puede mejorar la eficiencia de producción y la viscosidad del sistema.

(3) La adición de polvo de mica no tiene un efecto adverso evidente sobre las propiedades físicas de la película de recubrimiento.

(4) Cuando la cantidad añadida de polvo de mica es inferior al 5 %, el rendimiento anticorrosivo de la película de recubrimiento es ligeramente deficiente. Dentro de un rango adecuado, cuanto mayor sea la cantidad añadida, mejor será el rendimiento anticorrosión.

(5) Eficiencia de producción integral y rendimiento anticorrosión, en recubrimientos anticorrosión industriales, la cantidad de adición razonable de polvo de mica sin modificar es del 8 % al 12 %, y la cantidad de adición razonable de polvo de mica modificada es del 10 % al 15 %. el mejor rendimiento general.

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¿Cuánta finura es adecuada para el polvo de talco para refuerzo y modificación de plásticos?

La modificación del refuerzo de plástico es un importante campo de aplicación del talco, especialmente para la modificación del polipropileno en las industrias automotriz y de electrodomésticos. La micronización es la tendencia de desarrollo de los productos de talco. La tendencia de cambio de la finura del polvo de talco (d50) utilizada para mejorar y modificar es la siguiente: en la década de 1980, era principalmente de 10-15 µm, en la década de 1990, era principalmente de 8-10 µm, y en 2000, era principalmente de 5-15 µm. 10 µm. , actualmente en el rango de 3,5 a 7 µm.

En términos generales, cuanto más fino es el producto, mejor es el efecto de mejora, pero el costo aumenta y, al mismo tiempo, es fácil de aglomerar y es difícil de procesar y usar. Es necesario elegir un producto con una finura adecuada según su propio nivel de tecnología de dispersión y el rendimiento esperado del producto, y no necesariamente es mejor cuanto más fino.

La evaluación del tamaño de partícula de un producto de talco no puede basarse únicamente en el tamaño medio de partícula d50. El tamaño medio de partícula no caracteriza la distribución granulométrica del producto, ni caracteriza el tamaño máximo de partícula. La evaluación requiere al menos dos indicadores, el tamaño medio de partícula d50 y el tamaño máximo de partícula d98 (o d100). El tamaño y la cantidad de partículas gruesas tienen un efecto adverso significativo en las propiedades mecánicas del producto y deben controlarse estrictamente.

En los últimos años, con la aplicación de vehículos eléctricos, las piezas plásticas de automóviles de paredes delgadas y de baja densidad tienen requisitos más altos para la rigidez de los plásticos modificados y la cantidad de relleno de talco. El polvo de talco ultrafino de malla 3000-5000 se usa cada vez más en productos de plástico modificado de pared delgada y alta rigidez, especialmente parachoques de automóviles con un espesor de 2 mm. Los principales productos en este campo incluyen Jetfine de Imerys, HTPultra5L de Liaoning Aihai y otros productos. Basándose en materias primas de alta pureza y en un proceso de molienda en espiral, el polvo ultrafino retiene mejor la estructura de escamas de talco, lo que puede aumentar el módulo de flexión entre un 10 % y un 15 % y reducir la cantidad de relleno de talco entre un 5 % y un 6 %.

Una desventaja del talco de malla fina es su pequeña densidad aparente, dificultad en la mezcla directa, bajo rendimiento y contaminación por polvo. En los últimos años, se ha adoptado la nueva tecnología de compresión de escape para mejorar la densidad aparente. La densidad del polvo de malla 1250-5000 antes de la compresión es 0,25-0,15, y puede alcanzar 0,70-0,45 después de la compresión, y la dispersión básicamente no se ve afectada. La compresión de escape también puede reducir significativamente la cantidad de aire que el polvo de talco introduce en la extrusora, reducir el tiempo de residencia del material en la extrusora y ayudar a mejorar el rendimiento antienvejecimiento, y el rendimiento se puede aumentar en un 15% para 25%.

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PLA: el plástico biodegradable más prometedor

El PLA (ácido poliláctico) es un nuevo tipo de material degradable, que se puede obtener extrayendo almidón de plantas renovables, luego se fermenta biológicamente para obtener ácido láctico y finalmente se prepara mediante síntesis química. PLA tiene buena degradabilidad y puede ser completamente degradado por microorganismos. Los productos hechos de PLA pueden degradarse completamente en CO2 y agua después de su uso, y no son tóxicos ni irritantes.

El PLA tiene propiedades mecánicas similares al polipropileno, mientras que su brillo, claridad y procesabilidad son similares al poliestireno, y su temperatura de procesamiento es inferior a la de la poliolefina. El método de procesamiento del plástico se procesa en diversos materiales de embalaje, fibras y telas no tejidas, etc., que se utilizan ampliamente en los campos industrial, agrícola, médico y civil.

El método de preparación de PLA se puede dividir generalmente en método de policondensación directa y método de polimerización por apertura de anillo (método de lactida). El método de policondensación directa, también conocido como método PC o método de un solo paso, utiliza la actividad del ácido láctico para eliminar los grupos carboxilo e hidroxilo en presencia de grupos de deshidratación, de modo que las moléculas de ácido láctico se policondensan para formar moléculas de bajo peso molecular. polímeros, y luego las moléculas se deshidratan directamente a alta temperatura. Uno de los procesos para condensar PLA en PLA suele ser la polimerización por fusión, la polimerización en solución y la polimerización en fase sólida por fusión, entre las cuales la polimerización por fusión es la más utilizada.

El método de polimerización por apertura de anillo también se denomina método ROP, es decir, el monómero de ácido láctico primero se deshidrata y cicla para sintetizar lactida, y luego la lactida recristalizada se polimeriza para obtener PLA. Este método puede obtener PLA con un peso molecular extremadamente alto. Se trata de 700.000 a 1 millón (el PLA de bajo peso molecular se puede degradar rápidamente, lo que conduce a la liberación de fármacos y es adecuado para el campo médico; el PLA de alto peso molecular tiene un valor comercial importante en las industrias de fibra, textil, plástico y embalaje) , por lo que es el actual industrial El proceso de síntesis de ácido poliláctico utilizado principalmente en lo anterior.

El ácido poliláctico tiene alta resistencia, alto módulo y buena transparencia y permeabilidad al aire, pero su tasa de cristalización es demasiado lenta durante el procesamiento, lo que conduce a un ciclo de procesamiento prolongado y una resistencia al calor deficiente, lo que limita en gran medida el campo de aplicación de los productos de ácido poliláctico. . En la actualidad, la forma más común de mejorar el rendimiento del ácido poliláctico es agregar un agente de nucleación y, en las aplicaciones de procesamiento empresarial reales, el talco es el agente de nucleación inorgánico más utilizado para el ácido poliláctico, que puede mejorar el estiramiento y la flexión del ácido poliláctico. ácido, etc. Las propiedades mecánicas mejoran su resistencia al calor.

En la actualidad, la capacidad de producción global de PLA es de aproximadamente 653 500 toneladas, y los principales fabricantes de PLA se concentran principalmente en los Estados Unidos, China, Tailandia, Japón y otros países. American Nature Works es el fabricante de PLA más grande del mundo, con una capacidad de producción anual de 180 000 toneladas, lo que representa aproximadamente el 30 % de la capacidad de producción global de PLA. La producción de PLA en mi país comenzó relativamente tarde y las principales materias primas de la lactida dependen principalmente de las importaciones. Debido a razones técnicas o falta de lactida como materia prima, algunas plantas de PLA no pueden operar de manera estable o se encuentran en estado de parada. La capacidad de producción efectiva real es de unas 48.000 toneladas/año y la producción es de unas 18.000 toneladas/año.

PLA tiene una amplia gama de aplicaciones y se ha utilizado con éxito en envases de plástico, biomedicina y fibras textiles. Las propiedades inocuas del PLA hacen que tenga amplias perspectivas de aplicación en el campo del embalaje, principalmente utilizado como embalaje de alimentos, embalaje de productos y películas para acolchado agrícola. El PLA tiene una superficie lisa, buena transparencia y excelentes propiedades de barrera, y puede reemplazar por completo al PS (poliestireno) y al PET (tereftalato de polietileno) en muchos lugares, reduciendo así el problema de la contaminación plástica. La fibra degradable PLA integra la degradabilidad, la conductividad de la humedad y el retardo de llama, así como el moldeado, la aplicación y la degradabilidad, y se usa ampliamente en el campo de las fibras textiles. Al mismo tiempo, el PLA tiene una excelente biocompatibilidad y buenas propiedades físicas. Después de su degradación, genera dióxido de carbono y agua, que es inofensivo para el cuerpo humano y puede degradarse de forma natural. Por lo tanto, el PLA se usa cada vez más en el campo de la biomedicina, como la consolidación de tejidos (como tornillos óseos, placas de fijación y tapones), apósitos para heridas (p. ej., piel artificial), administración de fármacos (p. ej., control de difusión) y cierre de heridas (p. ej., aplicación de suturas).

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Elija el modificador de superficie, ¡principalmente mire estos 3 aspectos!

Los modificadores son la clave para lograr el propósito previsto de la modificación de la superficie del polvo, pero hay muchos tipos y una gran pertinencia. Desde el punto de vista de la interacción entre las moléculas modificadoras de superficie y la superficie del polvo inorgánico, el modificador de superficie que pueda reaccionar químicamente o adsorberse químicamente con la superficie de las partículas de polvo debe seleccionarse tanto como sea posible, porque la adsorción física es fuerte en el proceso de solicitud posterior. Fácil de desorber al agitar o apretar.

Sin embargo, también se deben considerar otros factores en la selección real, como el uso del producto, los estándares o requisitos de calidad del producto, el proceso de modificación, el costo, la protección ambiental, etc.

Factor de selección 1: El propósito del producto

Esta es la consideración más importante al seleccionar la variedad de modificadores de superficie, porque los diferentes campos de aplicación tienen diferentes requisitos técnicos para las propiedades de aplicación del polvo, como la humectabilidad de la superficie, la dispersión, el valor de pH, las propiedades eléctricas, la resistencia a la intemperie, el brillo, las propiedades antibacterianas. Este es uno de las razones para seleccionar la variedad de modificadores de superficie según la aplicación.

Factor de selección 2: Proceso de modificación

El proceso de modificación también es una de las consideraciones importantes al seleccionar la variedad de modificadores de superficie. El proceso actual de modificación de la superficie adopta principalmente el método seco y el método húmedo.

Para el proceso seco, no es necesario considerar su solubilidad en agua; pero para el proceso húmedo, se debe considerar la solubilidad en agua del modificador de superficie, ya que solo los solubles en agua pueden entrar en contacto y reaccionar completamente con las partículas de polvo en un ambiente húmedo.

Factor de selección 3: precio y factores ambientales

Finalmente, la selección de modificadores de superficie también debe considerar el precio y los factores ambientales. Con la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento de la aplicación o la optimización del rendimiento de la aplicación, intente utilizar modificadores de superficie más económicos para reducir el costo de la modificación de la superficie. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la selección de modificadores de superficie que no contaminen el medio ambiente.

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¿Quiere promover la aplicación de productos plásticos degradables a gran escala? ¡La modificación del relleno es la clave!

En la actualidad, existen decenas de plásticos degradables desarrollados en todo el mundo, de los cuales los producidos industrialmente incluyen principalmente PBAT, PLA y PBS sintetizados químicamente; Mezclas como almidón/PVA, almidón/PBS, almidón/PLA, etc.

Debido a la variedad relativamente pequeña de plásticos degradables, es difícil asegurar que se puedan encontrar resinas plásticas degradables adecuadas para cada producto. Por ejemplo, PBS y PBAT tienen buena tenacidad, pero baja resistencia; PLA tiene alta resistencia, buena transparencia, pero poca tenacidad; PHB tiene excelentes propiedades de barrera contra gases, pero propiedades generales de procesamiento. Por lo tanto, cómo capturar las ventajas de varios plásticos degradables y aprender unos de otros para satisfacer las necesidades específicas de los productos es una tecnología importante para la aplicación de plásticos degradables.

En la actualidad, el precio de la resina plástica degradable es relativamente alto, y la mayoría de los productos plásticos degradables son necesidades diarias ordinarias, lo que dificultará seriamente la promoción y aplicación a gran escala de productos plásticos degradables. El desarrollo de productos plásticos degradables baratos es uno de los contenidos centrales de la aplicación de plásticos degradables. Por lo tanto, el almidón, el carbonato de calcio, el talco, etc., que no afectan el rendimiento de degradación de los productos y pueden ser absorbidos por el medio ambiente, se utilizan en el sistema de modificación de plásticos degradables. En particular, la alta proporción de tecnología de llenado se ha convertido en una de las tecnologías importantes en el desarrollo de productos plásticos degradables.

Las técnicas de modificación comunes en el proceso de aplicación de plásticos degradables incluyen la modificación de relleno, la modificación de aleación y la modificación de copolimerización. Entre ellos, la modificación del relleno consiste en agregar aditivos en polvo que no se derriten a la resina plástica degradable, que incluyen principalmente almidón y polvo inorgánico. Su objetivo principal es preparar materiales especiales baratos y, a veces, también puede mejorar las propiedades mecánicas, como la resistencia de los materiales especiales.

Un coadyuvante de relleno usado comúnmente es el almidón. Es un polímero degradable natural común con una amplia gama de fuentes y bajo precio. Los productos de degradación son dióxido de carbono y agua, que no contaminan el medio ambiente, y es un recurso de biomasa renovable. Lo más importante a lo que hay que prestar atención en esta tecnología de llenado es el tratamiento del almidón, porque la compatibilidad del almidón y los plásticos degradados es pobre, y es necesario plastificar el almidón para que el almidón se pueda combinar mejor con la matriz plástica.

Otro auxiliar de relleno son los polvos inorgánicos como el carbonato de calcio y el talco. Todos son polvos minerales naturales, que pueden ser absorbidos por la naturaleza después de regresar a la naturaleza, por lo que no afectarán el rendimiento de degradación de todo el sistema plástico degradable, pero pueden reducir efectivamente el costo de los materiales modificados y mejorar la resistencia de los materiales a un cierto punto. Por lo tanto, es muy común utilizar carbonato de calcio y otros rellenos en productos que no requieren altas propiedades mecánicas. La tecnología de llenado debe prestar atención al tratamiento de acoplamiento de la superficie del polvo, lo que afectará directamente el rendimiento del producto y la cantidad de polvo inorgánico que se puede agregar.

Con la introducción de políticas nacionales relacionadas con la prohibición de plásticos, los plásticos degradables han dado paso al mejor período de desarrollo. En los últimos dos años, una gran cantidad de empresas en mi país han ingresado al campo de los plásticos degradables, y la capacidad de producción de plásticos degradables está aumentando rápidamente, pero la capacidad de producción actual no puede satisfacer la enorme demanda del mercado causada por la prohibición nacional del plástico. A corto plazo. Se espera que los próximos diez años sean la década dorada para el desarrollo de plásticos degradables en mi país.

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¿Por qué se debe modificar la sílice? ¿Qué métodos hay?

La capa superficial de sílice tiene una gran cantidad de grupos hidroxilo, que interactúan entre sí, lo que afecta el rendimiento general del material. Por ejemplo, la sílice se aglomera debido a la naturaleza hidrófila de los grupos hidroxilo superficiales. Debido a este fenómeno, cuando el material compuesto de caucho se somete a cierta carga, la fuerza de fricción relativa dentro del material aumentará, afectando las propiedades mecánicas del material compuesto.

Debido a la gran cantidad de grupos hidroxilo, que son alcalinos, la sílice también será débilmente alcalina. Al encontrarse con algunos aceleradores alcalinos, reaccionará con ellos, lo que causará algunos problemas en el proceso de vulcanización de los compuestos de caucho. Influencia, conducirá a un tiempo más largo para la vulcanización del caucho, lo que producirá una serie de reacciones en cadena, como el aumento de la fricción interna, la reducción de la densidad de reticulación, etc.

En aplicaciones industriales y prácticas tradicionales, se divide en dos tipos según las propiedades de los modificadores, a saber, modificación orgánica e inorgánica. Entre ellos, el método de modificación de materia orgánica es ampliamente aceptado, el cual se puede dividir en tres tipos según el método de proceso, método seco, método húmedo y método de autoclave.

Para los modificadores que se han determinado, se pueden combinar diferentes métodos de modificación para lograr diferentes efectos de modificación. Hay muchas técnicas de modificación, cada una con sus propias ventajas y desventajas.

Una es injertar la superficie de las partículas de sílice al polímero con propiedades similares, lo que se conoce comúnmente como el método de modificación de injerto de superficie, que es adecuado para injertar polímeros con pesos moleculares más pequeños, pero las condiciones para el injerto también son muy estrictas;

El segundo es el método de modificación del agente de acoplamiento de silano. En el proceso de preparación, el grupo funcional del agente de acoplamiento reacciona con el grupo hidrófilo de la partícula y, sobre esta base, se modifica el material;

El tercero es el método de modificación de líquido iónico. La sílice se coloca en el líquido de partículas para que reaccione con él y mejore la dispersabilidad de la sílice. Aunque este método tiene poca contaminación y es fácil de operar, el efecto de modificación es pobre;

El cuarto es la modificación de la interfaz macromolecular. Este método de modificación tiene un efecto pobre cuando se usa solo, pero puede cooperar con el agente de acoplamiento en un entorno específico;

El quinto es usar el método de modificación en combinación, es decir, combinar una variedad de métodos de modificación, aprovechar sus fortalezas y evitar sus debilidades, e integrar sus respectivas ventajas para mejorar la calidad de la modificación. Por ejemplo, el método de modificación in situ desarrollado por primera vez por Michelin realiza aproximadamente el proceso de agregar agente de acoplamiento de silano y sílice y otras sustancias al caucho durante la mezcla, y los dos reaccionan bajo ciertas condiciones del sistema. Existe cierta fuerza entre el agente de acoplamiento y la mezcla de caucho, que no solo puede destruir los agregados de sílice, sino también modificar hidrofóbicamente la sílice. Sin embargo, este método requiere mucha energía y es difícil de controlar de manera eficiente, por lo que se deben realizar las mejoras adecuadas para evitar estos defectos. Además, es probable que el agente de acoplamiento restante permanezca en él, lo que afecta las propiedades del material compuesto.

También existe una tecnología de modificación en seco similar a la modificación in situ. El propósito es obtener sílice altamente hidrofóbica a través de la reacción del agente de acoplamiento de silano y sílice en condiciones de alta temperatura. Sin embargo, en este proceso también se consume mucha energía.

En la actualidad, se acepta la tecnología de modificación húmeda, que requiere que el agente de acoplamiento de silano reaccione con la sílice en una solución. Esta tecnología no solo no necesita consumir mucha energía, sino que también es relativamente controlable.

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la modificación de polímeros se ha convertido en una nueva tendencia de desarrollo. Debido a que este nuevo material compuesto combina las ventajas de dos o más materiales, tiene propiedades de unión muy superiores y resuelve el problema de los coeficientes de expansión no uniformes de los dos materiales experimentales a alta temperatura y alta presión, es un material compuesto de caucho. El estudio del comportamiento mecánico ha constituido una buena base. En lo que respecta al caucho de silicona, el uso de sílice modificada con carbonato de calcio nano como agente de refuerzo no solo puede satisfacer el efecto de refuerzo, sino también mejorar las propiedades reológicas del caucho de silicona, logrando así el efecto de mejorar el procesamiento de moldeado productos

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Principales aplicaciones y perspectivas de mercado del nanocarbonato de calcio

El tamaño de partícula del carbonato de calcio nano está entre 1~100nm, incluido el carbonato de calcio ultrafino (tamaño de partícula 20~100nm) y el carbonato de calcio ultrafino (tamaño de partícula 1~20nm). En comparación con el carbonato de calcio ordinario, el carbonato de nano-calcio tiene ventajas obvias en el refuerzo, la dispersabilidad, la resistencia al calor y la estabilidad dimensional, lo que lo convierte en uno de los materiales de nano-relleno más utilizados. Por lo tanto, la preparación, modificación y aplicación industrial del nanocarbonato de calcio también ha atraído cada vez más la atención de la industria.

Como modificador de relleno a escala nanométrica, el carbonato de calcio nanométrico tiene una perspectiva de aplicación muy amplia.

Industria del plástico

La industria del plástico es actualmente la industria que más nano-carbonato de calcio utiliza en el mundo. Puede actuar como regulador y potenciador de los plásticos, y la demanda es muy grande. Debido a la buena dispersabilidad del carbonato de nano-calcio, los vacíos y las burbujas de aire en el plástico se pueden eliminar bien, de modo que el plástico se puede contraer de manera más uniforme y mejorar las propiedades mecánicas y la estabilidad térmica del plástico.

industria del caucho

El uso de carbonato de nano-calcio en el caucho puede mejorar la tenacidad, la resistencia a la tracción y la resistencia de los productos de caucho. No solo se puede usar solo como un excelente material funcional, sino que también se puede mezclar con materiales de relleno como dióxido de titanio y sílice para reducir el porcentaje de base de goma en los productos de caucho o reemplazar algunos rellenos blancos relativamente caros. Al mismo tiempo, puede lograr el propósito de mejorar el rendimiento de los productos de caucho.

industria del papel

El desarrollo y uso de carbonato de calcio nano en la industria del papel puede mejorar la blancura y el sombreado del papel, reducir la proporción de pulpa en los productos de papel y reducir en gran medida el costo de producción de papel. Al mismo tiempo, debido a la adición de nanopartículas, el producto de papel es más plano y uniforme.

industria de la pintura

Los aglutinantes, rellenos y otros auxiliares formadores de película en el recubrimiento contienen muchos sitios reactivos, que interactuarán con los sitios reactivos en la superficie de las partículas de carbonato de calcio nano para formar una capa de unión estable y densa, que forma el material de recubrimiento. Rendimiento cinematográfico mejorado.

En los últimos años, los nanomateriales han aparecido ampliamente en la producción y la vida de las personas. Debido a su excelente rendimiento de aplicación provocado por sus características nanométricas únicas, han atraído la atención de los investigadores. Como representante de los nanomateriales, el carbonato de nano-calcio se ha desarrollado y aplicado gradualmente en varias industrias manufactureras con sus propiedades de relleno. Se espera que la demanda de carbonato de calcio nano continúe aumentando en los próximos años, y habrá una mejor perspectiva de mercado. Al mismo tiempo, debido al desarrollo de la ciencia y la tecnología y al aumento del nivel de vida, la industria del nanocarbonato de calcio se ha mejorado gradualmente y el proceso se ha mejorado continuamente. El nanocarbonato de calcio también se utilizará en industrias más emergentes y tiene una perspectiva de aplicación muy amplia.

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