پرکننده های پودر معدنی غیرفلزی رایج کدامند؟
پودرهای معدنی غیرفلزی به طور گسترده در پلاستیک، لاستیک، کاغذسازی، پوششها، سیم و کابل، بستهبندی الکترونیکی و سایر محصولات عمدتاً برای پر کردن، کاهش هزینههای تولید، بهبود عملکرد محصول، بهبود فرآیندهای تولید و افزایش رقابت شرکتها استفاده میشود. برخی از پرکننده های رایج پردازش پودر در بازار اکنون شامل کربنات کلسیم، سولفات باریم، تالک، پودر سیلیس، ولاستونیت، پودر میکا، کائولن، بنتونیت و غیره می شود. در حال حاضر، از آنجایی که شرکت های پایین دستی نیازهای بالاتر و بالاتری برای ویژگی های پودر دارند، پرکننده های پودر معدنی غیرفلزی در جهت خلوص بالا، ظرافت فوق العاده و عملکردی در حال توسعه هستند.
کربنات کلسیم: کربنات کلسیم محصولی با منابع فراوان و قیمت پایین در بین پرکننده های پودر معدنی غیرفلزی است. بنابراین، تقریباً به اولین انتخاب برای پرکننده های پودر معدنی غیرفلزی تبدیل شده است. اگر پودر کربنات کلسیم بتواند نیازهای پرکننده و عملکردهای مرتبط را برآورده کند، دیگر پرکنندههای گرانتر در نظر گرفته نمیشوند.
پودر تالک: تالک دارای خواص بسیار خوبی مانند روان کنندگی، مقاومت در برابر اسید، عایق بودن، نقطه ذوب بالا، قدرت پنهان خوب، براقیت خوب و جذب قوی است. در صنایع پلاستیک، لاستیک، کاغذسازی، رنگ و سایر صنایع کاربردهای وسیعی دارد. در پوشش ها و سایر صنایع، می تواند جایگزین بخشی از دی اکسید تیتانیوم گران قیمت شود.
سولفات باریم: با توجه به فرآیندهای مختلف تولید، می توان آن را به پودر باریت و پودر سولفات باریم رسوبی تقسیم کرد. پودر سولفات باریم عمدتاً در صنایع کاغذسازی، رنگ، لاستیک سازی و صنایع پلاستیک استفاده می شود. سولفات باریم در پوشش های پودری استفاده می شود. دارای ویژگی های براقیت بالا، تسطیح خوب، مقاومت در برابر آب و هوای قوی و خواص شیمیایی پایدار است. این وسیله اصلی برای افزایش سرعت پودر شدن است. در محصولات لاستیکی به عنوان پرکننده و تقویت کننده استفاده می شود، می تواند عملکرد ضد پیری و مقاومت در برابر آب و هوا محصول را افزایش دهد، محصول به راحتی پیر نمی شود و شکننده می شود و می تواند به طور قابل توجهی سطح را بهبود بخشد و هزینه تولید را کاهش دهد. هنگام استفاده در مستربچ پرکننده می توان براقیت و شفافیت خوبی به دست آورد.
پودر سیلیکون: در صنعت به پودر سیلیکون پودر کوارتز نیز می گویند. دارای ویژگی های خواص دی الکتریک عالی، ضریب انبساط حرارتی کم و هدایت حرارتی بالا است. این به طور گسترده ای در لاستیک سیلیکون، پوشش ها، چسب ها، ریخته گری دقیق، سرامیک، مواد گلدان رزین اپوکسی، و همچنین ریخته گری عایق و ادغام لوازم الکتریکی معمولی و اجزای ولتاژ بالا استفاده می شود. مواد قالب گیری مداری و مواد گلدان، لایه محافظ میله جوشکاری و سایر پرکننده های رزین و غیره.
ولاستونیت و پودر میکا: در میان محصولات پودری غیر معدنی، ولاستونیت و پودر میکا دو نوع پودر با مورفولوژی ذرات نسبتاً خاص هستند. ساختار سوزنی مانند ولاستونیت و نسبت ابعاد پودر یکی از شاخص های مهم برای بررسی است. پودر میکا ساختار پوسته ای دارد و نسبت قطر به ضخامت پودر تاثیر مهمی در کاربرد آن دارد. پودر ولاستونیت دارای مورفولوژی کریستال فیبری سوزنی، سفیدی بالا و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد است. به طور گسترده ای در سرامیک، رنگ، پوشش، پلاستیک، لاستیک، مواد شیمیایی، کاغذ سازی، الکترودهای جوشکاری، سرباره محافظ متالورژی و به عنوان جایگزین آزبست و غیره استفاده می شود. مسکویت و فلوگوپیت دارای عایق الکتریکی خوب، عدم رسانایی، مقاومت در برابر اسید، مقاومت قلیایی و مقاومت در برابر فشار، بنابراین به طور گسترده ای برای ساخت مواد عایق در صنایع الکترونیک و برق استفاده می شود. لپیدولیت همچنین ماده معدنی اصلی برای استخراج لیتیوم است.
کائولن، بنتونیت: کائولن به یک ماده خام معدنی ضروری برای دهها صنعت مانند کاغذسازی، سرامیک، لاستیک، پلاستیک، مواد شیمیایی، پوششها، پزشکی و دفاع ملی تبدیل شده است. صنعت سرامیک صنعتی است که در آن از کائولن زودتر استفاده می شد و مقدار بیشتری مصرف می شد. کائولن به عنوان یک ماده در صنعت لاستیک استفاده می شود. افزودن آن به مخلوط لاتکس می تواند خواص لاستیک را بهبود بخشد، استحکام مکانیکی محصولات لاستیکی را افزایش دهد، مقاومت به سایش و پایداری شیمیایی را افزایش دهد و زمان سخت شدن لاستیک را افزایش دهد. کائولن به عنوان پرکننده در صنعت پلاستیک استفاده می شود. عملکرد آن صاف کردن سطح، کاهش ترک خوردگی و انقباض حرارتی، تسهیل پرداخت و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی است.
بنتونیت: همچنین به عنوان بنتونیت، بنتونیت، و نام رایج خاک رس گوانین، معروف به "هزار نوع ماده معدنی" شناخته می شود، به طور گسترده ای در گلوله های متالورژی، ریخته گری، گل حفاری، چاپ و رنگرزی پارچه، لاستیک، کاغذ، کود، استفاده می شود. آفت کش ها، خاک اصلاح شده، خشک کننده ها، لوازم آرایشی، خمیر دندان، سیمان، صنعت سرامیک، مواد نانو، مواد شیمیایی معدنی و سایر زمینه ها.
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
کارایی | سیلیکات کلسیم | میکا | تالک | گرافیت | کوارتز |
استحکام کششی | + | 0 | |||
مقاومت فشاری | + | + | |||
مدول الاستیک | ++ | ++ | + | + | |
قدرت ضربه | - | - | - | - | |
کاهش انبساط حرارتی | + | + | + | + | |
کاهش انقباض | + | + | + | + | + |
هدایت حرارتی | + | + | + | + | |
پایداری حرارتی | + | + | + | ||
رسانایی | + | ||||
عایق برق | + | ++ | + | ||
مقاومت در برابر حرارت | + | + | + | + | |
مقاومت شیمیایی | + | + | 0 | + | |
مقاومت در برابر سایش | + | + | + | ||
نرخ اکستروژن | + | ||||
سایش به دستگاه | 0 | 0 | - | ||
ارزان بودن | + | + | + | + | ++ |
(++ به معنای راندمان بالا، + راندمان متوسط، 0 نامعتبر، اثر معکوس)
کارایی | ولاستونیت | خاک رس | کربنات کلسیم | کربن سیاه |
استحکام کششی | + | |||
مقاومت فشاری | + | |||
مدول الاستیک | + | + | + | |
قدرت ضربه | - | - | - | - |
کاهش انبساط حرارتی | + | + | + | + |
کاهش انقباض | + | + | + | + |
هدایت حرارتی | + | + | ||
پایداری حرارتی | + | |||
پرسانایی | + | |||
عایق برق | + | ++ | ||
مقاومت در برابر حرارت | + | + | + | |
مقاومت شیمیایی | + | |||
مقاومت در برابر سایش | + | |||
نرخ اکستروژن | + | + | ||
سایش روی دستگاه | 0 | 0 | ||
ارزان | + | + | + |
(++ 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
محصولات پلاستیکی | نوع پرکننده مورد استفاده | اضافه کردن مقدار (phr) | اثر |
نوار پلی پروپیلن | کربنات کلسیم | 10~20 | فزایش، سفید کردن، بهبود قابلیت چاپ |
تسمه پلی پروپیلن | کربنات کلسیم | 50~150 | افزایش و افزایش ضریب اصطکاک |
فیلم پلی اتیلن | کربنات کلسیم | 40~50 | افزایشی و سازگار با محیط زیست |
لوله پلی اتیلن | کربنات کلسیم | 20~40 | افزایش |
لوله سیم پیچ پلی اتیلن، لوله راه راه | تالک | 20~40 | سفتی را افزایش دهید |
محصولات قالب گیری تزریقی پلی پروپیلن | کربنات کلسیم، پودر تالک | 40~50 | ABS را تعویض کنید، هزینه ها را کاهش دهید |
فیلم گلخانه ای پلی اتیلن | تالک، کائولن | 5~10 | بهبود حفظ حرارت |
کیسه زباله پلی اتیلن | کربنات کلسیم | 40~50 | سوزاندن را بهبود بخشید |
سینی اسنک پلی پروپیلن | کربنات کلسیم | 200 | کاهش هزینه ها و بهبود ثبات |
سپر | تالک | 20~30 | حفظ سفتی و بهبود مقاومت در برابر ضربه |
قطعات خودرو و لوازم خانگی | تالک | 30~50 | مقاومت در برابر حرارت را بهبود بخشید |
مواد پروفیل درب و پنجره پی وی سی | کربنات کلسیم | 10 | بهبود چقرمگی و فرآیند پذیری شکل دهی |
لوله پی وی سی | کربنات کلسیم | 20~60 | کاهش هزینه های |
مواد فوم پی وی سی | کربنات کلسیم | 30~80 | کاهش هزینه ها و بهبود یکنواختی |
تخته دکوراتیو پی وی سی | کربنات کلسیم | 200 | کاهش هزینه های |
جنس روکش کابل | کربنات کلسیم | 10~15 | کاهش هزینه های |
چرم مصنوعی پی وی سی | کربنات کلسیم | 10~60 | افزایش، کاهش هزینه ها |
طناب هسته کابل برق | کربنات کلسیم | 180~200 | کاهش هزینه های |
مواد غلاف کابل برق با عایق بالا | کائولن کلسینه شده | 10~15 | بهبود استحکام عایق الکتریکی |
پلی پروپیلن با براقیت بالا | باریم سولفات رسوبی | 40~50 | براقیت سطح پلاستیک را حفظ کنید |
مواد روکش کابل کم دود بدون هالوژن | هیدروکسید آلومینیوم، هیدروکسید منیزیم | 150 | ضد شعله، مهار دود |
پره های فن موتور برای اتومبیل و غیره | میکا | 40~50 | مقاومت در برابر حرارت را بهبود بخشید |
کیس و قطعات کولر، تلویزیون و .... | کربنات کلسیم، پودر تالک | 40~60 | کاهش هزینه ها و بهبود ثبات ابعادی |
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