Aplicação de cargas minerais não metálicas na indústria de plásticos

Enchimentos minerais não metálicos geralmente se referem a materiais minerais não metálicos que existem na natureza e são extraídos artificialmente, processados ​​e usados ​​para ter resistência aprimorada e várias propriedades, ou para reduzir custos, e são adicionados a plásticos.

As cargas minerais não metálicas são divididas em: óxido, hidróxido, carbonato, (sulfito), silicato, carbono, etc. Os óxidos incluem principalmente: dióxido de silício, terra diatomácea, óxido de alumínio, dióxido de titânio, óxido de ferro, óxido de zinco, óxido de magnésio, pó de pedra-pomes, etc. Os hidróxidos incluem principalmente: hidróxido de alumínio, hidróxido de magnésio, carbonato de magnésio básico e assim por diante. Os carbonatos incluem principalmente carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, dolomita, carbonato de alumínio e sódio básico e assim por diante. (Sulfito) inclui principalmente sulfato de bário, sulfato de amônio, sulfato de cálcio, sulfito de cálcio e assim por diante. Os silicatos incluem principalmente talco, argila, mica, amianto, silicato de cálcio, montmorilonita, bentonita, contas de vidro, fibra de vidro, etc. O carbono inclui principalmente negro de carbono, grafite, esferas ocas de carbono, fibra de carbono, etc. Além disso, mineral não metálico enchimentos incluem borato de zinco, borato de cálcio, borato de sódio, metaborato de bário e titanato de potássio.

As principais tecnologias de modificação de cargas minerais não metálicas são: modificação química de superfície, revestimento físico de superfície, tratamento de superfície de plasma, tratamento de solvente de fase, modificação química mecânica, modificação de enxerto de superfície, modificação de reação de precipitação, tecnologia de polimerização in-situ.

Propriedades físicas e seus efeitos

Área de superfície específica: quanto maior a área de superfície específica, melhor será a afinidade entre o enchimento e a resina, mas mais difícil é ativar a superfície de enchimento e maior o custo.

Dureza: A alta dureza pode melhorar a resistência ao desgaste do produto, mas irá desgastar o equipamento de processamento.

Cor: a maior parte da produção de plástico requer Baidu o mais alto possível.

Óptica: Alguns produtos podem utilizar a sua absorção de luz para aumentar a temperatura, tais como: estufas de plástico agrícolas.

Eletricidade: A condensação ou esmagamento na superfície das partículas faz com que as ligações de valência sejam quebradas e carregadas, causando uma distribuição desigual das partículas, o que deve ser evitado na produção real.

Propriedades e efeitos químicos

Composição química: Afeta a resistência à corrosão, a estrutura da resina e as propriedades qualitativas do produto. Diferentes tipos de enchimentos têm diferentes efeitos no produto, e diferentes enchimentos são selecionados de acordo com as características do produto exigidas.

Efeito termoquímico: Polímeros de alto peso molecular são fáceis de queimar, mas a maioria dos enchimentos minerais inorgânicos são adicionados à matriz do polímero para reduzir a qualidade dos combustíveis e retardar a combustão básica devido à sua própria inconsistência.

Requisitos de desempenho para enchimentos: alta estabilidade química, boa resistência ao calor, boa dispersão e mistura em resina plástica, pequena absorção de resina plástica, alta pureza, insolúvel em solventes, boa resistência a ácidos e álcalis e nenhuma absorção de umidade.

O papel dos enchimentos em plásticos

• Carbonato de cálcio

O carbonato de cálcio é atualmente a carga em pó mais amplamente utilizada na indústria de plásticos. Por causa de seu preço baixo, cor branca e bom desempenho de processamento, o carbonato de cálcio pesado pode atender aos requisitos de desempenho de plásticos preenchidos e sua dosagem é bastante aumentada.

• talco

O pó de talco em plásticos pode melhorar a rigidez e a resistência ao calor dos plásticos e pode aumentar a transmitância de luz da taxa de espalhamento do filme em plásticos e tem um efeito de bloqueio nos raios infravermelhos com um comprimento de onda de 7-25μm. Tem sido usado em filmes funcionais para melhorar o período noturno da estufa. Preservação do calor e promoção do crescimento das safras.

• Caulino

O caulim no material do cabo de PVC pode melhorar significativamente o isolamento elétrico da bainha do cabo; no filme plástico, o caulim tem melhor efeito de bloqueio do infravermelho do que o talco e é usado para a modificação do filme agrícola; também é usado para polipropileno para fazer o agente central para melhorar sua resistência mecânica.

• Wollastonite

A volastonita pode ser usada como reforço de plástico, pode melhorar a resistência à abrasão e a estabilidade dimensional de produtos plásticos e pode melhorar o efeito retardador de chama de retardantes de chama orgânicos.

• Mica

A estrutura única em flocos da mica a torna uma carga de reforço típica em plásticos, que é usada principalmente para melhorar a rigidez, resistência ao calor e estabilidade dimensional de produtos plásticos. Quando a mica é usada em filme plástico, sua transmissão de luz espalhada pode ser bastante melhorada, o que é melhor do que outros enchimentos inorgânicos.

• Hidróxido de Alumínio e Hidróxido de Magnésio

O hidróxido de alumínio e o hidróxido de magnésio têm as três funções de enchimento, retardador de chama e supressão de fumaça em plásticos; eles também são os principais aditivos para correias transportadoras de PVC usadas em minas de carvão e geralmente são preenchidos com resina epóxi e produtos de poliéster insaturado. Somando agente, o valor pode chegar a mais de 40%.

A influência de vários enchimentos nas propriedades do plástico

(++ significa alta eficiência, + eficiência média, 0 inválido, efeito reverso)

(++ significa alta eficiência, + eficiência média, 0 inválido, efeito reverso)

Plásticos com minerais não metálicos adicionados

O papel dos enchimentos em plásticos

Redução de custos: enchimentos baratos são adicionados aos plásticos como enchimentos para reduzir custos. Exemplos representativos incluem a adição de grandes quantidades de carbonato de cálcio a cloreto de polivinila e polipropileno.

Melhorar as propriedades mecânicas: em comparação com resinas de polímero, minerais não metálicos têm maior dureza e módulo, e sua superfície ativa pode ser combinada com cadeias de polímero, de modo que a adição apropriada de minerais não metálicos pode melhorar efetivamente a dureza, módulo, resistência do plástico e outros desempenho das máquinas.

Desempenho retardador de chama aprimorado: minerais não metálicos têm as vantagens de boa estabilidade térmica, baixa toxicidade ou não toxicidade, nenhum gás corrosivo, nenhum jogo durante o armazenamento, difícil de precipitar, efeito retardador de chama de longa duração, etc., e eles têm matérias-primas abundantes e preços baixos. Ainda é um método simples e eficaz para resolver os problemas de retardamento de chama, baixa emissão de fumaça e baixa toxicidade de um grande número de plásticos de engenharia inflamáveis.

Estabilidade aprimorada: os plásticos são usados ​​em uma variedade de ambientes. Enchimentos minerais não metálicos podem aumentar a estabilidade de plásticos, como estabilidade térmica, estabilidade elétrica, resistência a solventes e resistência à luz e ao envelhecimento térmico.

Função: Depois de adicionar a maioria dos enchimentos, os produtos plásticos têm funções especiais que não tinham antes. Isso ocorre porque a composição química do enchimento desempenha um papel importante. Por exemplo, adicionar grafite pode aumentar a condutividade e a resistência ao desgaste do plástico.

O uso de cargas minerais em produtos plásticos

A principal motivação para usar cargas minerais é reduzir o custo das matérias-primas para produtos plásticos, portanto, o preço é o principal fator de influência. Enchimentos de tamanho de partícula grosseira tendem a ser mais baratos do que enchimentos de tamanho de partícula fina. Nem todos os produtos plásticos são adequados para o uso de cargas minerais. Alguns não são adequados para uso, como produtos transparentes; alguns são devidos aos problemas causados ​​pelo uso de cargas minerais, como ganho de peso e má coloração.

Quanto menor for o tamanho da partícula da carga mineral não metálica, melhores serão as propriedades físicas e mecânicas do plástico preenchido, quando usado corretamente. Porém, dentro da faixa permitida pelo atual nível técnico e condições do equipamento, o tamanho das partículas é muito pequeno, mas não é fácil de usar, além do preço ser alto, afeta também a fluidez do processo de moldagem e as propriedades mecânicas da o material de enchimento.

Cada vez mais atenção tem sido dada à funcionalidade de cargas minerais não metálicas. Portanto, ao desenvolver novas variedades de cargas minerais, devemos primeiro considerar quais novas funções podem trazer aos materiais plásticos.

Fonte do artigo: China Powder Network