کاربرد پرکننده های معدنی غیرفلزی در صنعت پلاستیک

پرکننده‌های معدنی غیرفلزی عموماً به مواد معدنی غیرفلزی گفته می‌شود که در طبیعت وجود دارند و به‌طور مصنوعی استخراج، پردازش و استفاده می‌شوند تا استحکام و خواص مختلف را بهبود بخشند یا هزینه‌ها را کاهش دهند و به پلاستیک‌ها اضافه می‌شوند.

پرکننده های معدنی غیرفلزی به دو دسته تقسیم می شوند: اکسید، هیدروکسید، کربنات، (سولفیت)، سیلیکات، کربن و … اکسیدها عمدتاً عبارتند از: دی اکسید سیلیکون، خاک دیاتومه، اکسید آلومینیوم، دی اکسید تیتانیوم، اکسید آهن، اکسید روی، اکسید منیزیم، پودر پوکه و غیره هیدروکسیدها عمدتاً عبارتند از: هیدروکسید آلومینیوم، هیدروکسید منیزیم، کربنات منیزیم اساسی و غیره. کربنات ها عمدتاً شامل کربنات کلسیم، کربنات منیزیم، دولومیت، کربنات آلومینیوم پایه سدیم و غیره است. (سولفیت) عمدتا شامل سولفات باریم، سولفات آمونیوم، سولفات کلسیم، سولفیت کلسیم و غیره است. سیلیکات ها عمدتاً شامل تالک، خاک رس، میکا، آزبست، سیلیکات کلسیم، مونتموریلونیت، بنتونیت، دانه های شیشه ای، الیاف شیشه و غیره است. کربن عمدتاً شامل کربن سیاه، گرافیت، کره های توخالی کربن، الیاف کربن و غیره است. علاوه بر این، کانی غیرفلزی پرکننده ها عبارتند از: بورات روی، بورات کلسیم، بورات سدیم، متابورات باریم و تیتانات پتاسیم.

فن‌آوری‌های اصلی اصلاح پرکننده‌های معدنی غیرفلزی عبارتند از: اصلاح شیمیایی سطح، پوشش فیزیکی سطح، عملیات سطح پلاسما، درمان فازی با حلال، اصلاح شیمیایی مکانیکی، اصلاح پیوند سطحی، اصلاح واکنش رسوبی، فناوری پلیمریزاسیون درجا.

خواص فیزیکی و اثرات آنها

سطح ویژه: هرچه سطح ویژه بزرگتر باشد، میل ترکیبی بین پرکننده و رزین بهتر است، اما فعال کردن سطح پرکننده دشوارتر است و هزینه آن بیشتر می شود.

سختی: سختی بالا می تواند مقاومت در برابر سایش محصول را بهبود بخشد، اما تجهیزات پردازش را می پوشاند.

رنگ: اکثر تولیدات پلاستیکی به Baidu تا حد امکان نیاز دارند.

اپتیک: برخی از محصولات می توانند از جذب نور خود برای افزایش دما استفاده کنند، مانند: گلخانه های پلاستیکی کشاورزی.

الکتریسیته: تراکم یا خرد شدن روی سطح ذرات باعث شکسته شدن و بارگیری پیوندهای ظرفیتی می شود که باعث توزیع ناهموار ذرات می شود که در تولید واقعی باید از آن اجتناب شود.

خواص و اثرات شیمیایی

ترکیب شیمیایی: بر مقاومت به خوردگی، ساختار رزین و خواص کیفی محصول تأثیر می گذارد. انواع فیلرها تاثیرات متفاوتی بر روی محصول دارند و پرکننده های مختلف با توجه به ویژگی های محصول مورد نیاز انتخاب می شوند.

اثر ترموشیمیایی: پلیمرهای مولکولی بالا به راحتی سوزانده می‌شوند، اما بیشتر پرکننده‌های معدنی معدنی به ماتریس پلیمری اضافه می‌شوند تا کیفیت مواد احتراق را کاهش داده و احتراق اولیه را به دلیل ناهماهنگی خود به تاخیر بیاندازند.

الزامات عملکرد برای پرکننده ها: پایداری شیمیایی بالا، مقاومت حرارتی خوب، پراکندگی و اختلاط خوب در رزین پلاستیک، جذب کم رزین پلاستیک، خلوص بالا، نامحلول در حلال ها، مقاومت اسیدی و قلیایی خوب و عدم جذب رطوبت.

نقش پرکننده ها در پلاستیک

• کربنات کلسیم

کربنات کلسیم در حال حاضر پرکاربردترین پرکننده پودری در صنعت پلاستیک است. کربنات کلسیم سنگین به دلیل قیمت پایین، رنگ سفید و عملکرد پردازش خوب، می تواند الزامات عملکردی پلاستیک های پر شده را برآورده کند و دوز آن بسیار افزایش می یابد.

• پودر تالک

پودر تالک در پلاستیک می تواند استحکام و مقاومت در برابر حرارت پلاستیک ها را بهبود بخشد و می تواند گذر نور سرعت پراکندگی فیلم را در پلاستیک افزایش دهد و اثر مسدود کننده ای بر پرتوهای مادون قرمز با طول موج 7-25 میکرومتر دارد. در فیلم های کاربردی برای بهبود شب گلخانه استفاده شده است. حفظ حرارت و ترویج رشد محصولات.

• کائولن

کائولن در مواد کابل PVC می تواند به طور قابل توجهی عایق الکتریکی غلاف کابل را بهبود بخشد. در فیلم پلاستیکی، کائولن دارای اثر مسدود کننده مادون قرمز بهتر از تالک است و برای اصلاح فیلم کشاورزی استفاده می شود. همچنین برای پلی پروپیلن برای ساخت عامل هسته برای بهبود مقاومت مکانیکی آن استفاده می شود.

• ولاستونیت

ولاستونیت را می توان به عنوان تقویت کننده پلاستیک استفاده کرد، می تواند مقاومت سایشی و پایداری ابعادی محصولات پلاستیکی را بهبود بخشد و می تواند اثر بازدارنده شعله بازدارنده های آلی شعله را بهبود بخشد.

• میکا

ساختار پوسته پوسته منحصر به فرد میکا آن را به یک پرکننده تقویت کننده معمولی در پلاستیک تبدیل می کند که عمدتاً برای بهبود استحکام، مقاومت در برابر حرارت و ثبات ابعادی محصولات پلاستیکی استفاده می شود. هنگامی که میکا در فیلم پلاستیکی استفاده می شود، عبور نور پراکنده آن می تواند تا حد زیادی بهبود یابد، که بهتر از سایر پرکننده های معدنی است.

• هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیم

هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیم دارای سه عملکرد پرکننده، بازدارنده شعله و سرکوب دود در پلاستیک هستند. آنها همچنین مواد افزودنی اصلی برای تسمه نقاله پی وی سی مورد استفاده در معادن زغال سنگ هستند و اغلب با رزین اپوکسی و محصولات پلی استر غیر اشباع پر می شوند. با افزودن عامل، مقدار می تواند به بیش از 40٪ برسد.

تاثیر پرکننده های مختلف بر خواص پلاستیک

(++ به معنای راندمان بالا، + راندمان متوسط، 0 نامعتبر، اثر معکوس)

(++ به معنای راندمان بالا، + راندمان متوسط، 0 نامعتبر، اثر معکوس)

پلاستیک با مواد معدنی غیرفلزی اضافه شده است

نقش پرکننده ها در پلاستیک

کاهش هزینه: پرکننده های ارزان قیمت برای کاهش هزینه ها به عنوان پرکننده به پلاستیک ها اضافه می شوند. نمونه های نماینده شامل افزودن مقادیر زیادی کربنات کلسیم به پلی وینیل کلرید و پلی پروپیلن است.

بهبود خواص مکانیکی: در مقایسه با رزین های پلیمری، کانی های غیرفلزی دارای سختی و مدول بالاتری هستند و سطح فعال آن را می توان با زنجیره های پلیمری ترکیب کرد، بنابراین افزودن مناسب مواد معدنی غیرفلزی می تواند به طور موثری سختی، مدول، استحکام پلاستیک را بهبود بخشد. عملکرد ماشین آلات

بهبود عملکرد مقاوم در برابر شعله: کانی های غیرفلزی دارای مزایای پایداری حرارتی خوب، سمیت کم یا غیر سمی بودن، عدم وجود گاز خورنده، عدم بازی در حین ذخیره سازی، رسوب دشوار، اثر بازدارنده شعله طولانی مدت و غیره هستند. مواد اولیه فراوان و قیمت پایین دارند. هنوز هم روشی ساده و موثر برای حل مشکلات بازدارندگی شعله، دود کم و سمیت کم تعداد زیادی از پلاستیک های مهندسی قابل اشتعال است.

پایداری افزایش یافته: پلاستیک ها در محیط های مختلفی استفاده می شوند. پرکننده‌های معدنی غیرفلزی می‌توانند پایداری پلاستیک‌ها مانند پایداری حرارتی، پایداری الکتریکی، مقاومت در برابر حلال و مقاومت در برابر پیری نور و حرارت را افزایش دهند.

عملکرد: پس از افزودن بیشتر پرکننده ها، محصولات پلاستیکی عملکردهای خاصی دارند که قبلاً نداشتند. این به این دلیل است که ترکیب شیمیایی پرکننده نقش مهمی دارد. به عنوان مثال، افزودن گرافیت می تواند رسانایی و مقاومت در برابر سایش پلاستیک را افزایش دهد.

استفاده از پرکننده های معدنی در محصولات پلاستیکی

انگیزه اصلی استفاده از پرکننده های معدنی کاهش هزینه مواد اولیه محصولات پلاستیکی است، بنابراین قیمت عامل اصلی تاثیرگذار است. پرکننده های اندازه ذرات درشت معمولاً ارزان تر از پرکننده های اندازه ذرات ریز هستند. همه محصولات پلاستیکی برای استفاده از پرکننده های معدنی مناسب نیستند. برخی از آنها برای استفاده مناسب نیستند، مانند محصولات شفاف. برخی از آنها به دلیل مشکلات ناشی از استفاده از پرکننده های معدنی مانند افزایش وزن و رنگ آمیزی ضعیف است.

هرچه اندازه ذرات پرکننده معدنی غیرفلزی کوچکتر باشد، در صورت استفاده صحیح، خواص فیزیکی و مکانیکی پلاستیک پر شده بهتر خواهد بود. با این حال، در محدوده مجاز توسط سطح فنی فعلی و شرایط تجهیزات، اندازه ذرات بسیار کوچک است، اما استفاده از آن آسان نیست، نه تنها قیمت بالا است، بلکه بر سیال بودن فرآیند قالب‌گیری و خواص مکانیکی آن تأثیر می‌گذارد. مواد پر کننده

توجه بیشتر و بیشتری به عملکرد پرکننده های معدنی غیرفلزی شده است. بنابراین، هنگام توسعه انواع جدید پرکننده های معدنی، ابتدا باید در نظر بگیریم که چه کارکردهای جدیدی می تواند برای مواد پلاستیکی به همراه داشته باشد.

منبع مقاله: شبکه پودر چین