Применение неметаллических минеральных наполнителей в индустрии пластмасс

Неметаллические минеральные наполнители обычно относятся к неметаллическим минеральным материалам, которые существуют в природе и искусственно добываются, обрабатываются и используются для улучшения прочности и различных свойств или для снижения затрат и добавляются к пластмассам.

Неметаллические минеральные наполнители делятся на: оксидные, гидроксидные, карбонатные (сульфитные), силикатные, углеродные и т. Д. Оксиды в основном включают: диоксид кремния, диатомит, оксид алюминия, диоксид титана, оксид железа, оксид цинка, оксид магния, порошок пемзы и т. д. Гидроксиды в основном включают: гидроксид алюминия, гидроксид магния, основной карбонат магния и так далее. Карбонаты в основном включают карбонат кальция, карбонат магния, доломит, основной карбонат натрия и алюминия и так далее. (Сульфит) в основном включает сульфат бария, сульфат аммония, сульфат кальция, сульфит кальция и так далее. Силикаты в основном включают тальк, глину, слюду, асбест, силикат кальция, монтмориллонит, бентонит, стеклянные шарики, стекловолокно и т. Д. Углерод в основном включает углеродную сажу, графит, полые углеродные сферы, углеродное волокно и т. Д. Кроме того, неметаллический минерал наполнители включают борат цинка, борат кальция, борат натрия, метаборат бария и титанат калия.

Основными технологиями модификации неметаллических минеральных наполнителей являются: химическая модификация поверхности, физическое покрытие поверхности, плазменная обработка поверхности, фазовая обработка растворителем, механическая химическая модификация, модификация поверхностной прививки, модификация реакцией осаждения, технология полимеризации in-situ.

Физические свойства и их эффекты

Удельная поверхность: чем больше удельная поверхность, тем лучше сродство между наполнителем и смолой, но тем труднее активировать поверхность наполнителя и тем выше стоимость.

Твердость: высокая твердость может улучшить износостойкость продукта, но это приведет к износу технологического оборудования.

Цвет: для производства большинства пластиков требуется как можно более высокий уровень Baidu.

Оптика: некоторые продукты могут использовать поглощение света для повышения температуры, например: пластиковые теплицы для сельского хозяйства.

Электричество: Конденсация или дробление на поверхности частиц приводит к разрыву и заряду валентных связей, вызывая неравномерное распределение частиц, чего следует избегать при реальном производстве.

Химические свойства и эффекты

Химический состав: влияет на коррозионную стойкость, структуру смолы и качественные свойства продукта. Различные типы наполнителей по-разному влияют на продукт, и разные наполнители выбираются в соответствии с необходимыми характеристиками продукта.

Термохимический эффект: высокомолекулярные полимеры легко горят, но большинство неорганических минеральных наполнителей добавляются в полимерную матрицу для снижения качества горючих веществ и задержки основного сгорания из-за их собственной непоследовательности.

Требования к характеристикам наполнителей: высокая химическая стабильность, хорошая термостойкость, хорошее диспергирование и смешивание с пластичной смолой, малое поглощение пластичной смолы, высокая чистота, нерастворимость в растворителях, хорошая стойкость к кислотам и щелочам и отсутствие влагопоглощения.

Роль наполнителей в пластмассах

• Карбонат кальция

Карбонат кальция в настоящее время является наиболее широко используемым порошковым наполнителем в индустрии пластмасс. Благодаря низкой цене, белому цвету и хорошей производительности тяжелый карбонат кальция может соответствовать требованиям к характеристикам пластмасс с наполнителем, и его дозировка значительно увеличивается.

• тальк

Порошок талька в пластмассах может улучшить жесткость и термостойкость пластмасс, а также может увеличить коэффициент пропускания света при скорости рассеяния пленки в пластмассах, а также оказывает блокирующее действие на инфракрасные лучи с длиной волны 7-25 мкм. Он был использован в функциональных пленках для улучшения ночного режима теплицы. Сохранение тепла и содействие росту сельскохозяйственных культур.

• Каолин

Каолин в ПВХ-материале кабеля может значительно улучшить электрическую изоляцию оболочки кабеля; в пластиковой пленке каолин лучше блокирует инфракрасное излучение, чем тальк, и используется для модификации сельскохозяйственных пленок; он также используется в полипропилене для изготовления сердцевинного агента для улучшения его механической прочности.

• Волластонит

Волластонит может использоваться в качестве армирующего пластика, может улучшать сопротивление истиранию и стабильность размеров пластиковых изделий, а также может улучшать огнезащитный эффект органических антипиренов.

• Слюда

Уникальная чешуйчатая структура слюды делает ее типичным армирующим наполнителем в пластмассах, который в основном используется для повышения жесткости, термостойкости и стабильности размеров пластмассовых изделий. Когда слюда используется в пластиковой пленке, ее коэффициент пропускания рассеянного света может быть значительно улучшен, что лучше, чем у других неорганических наполнителей.

• Гидроксид алюминия и гидроксид магния

Гидроксид алюминия и гидроксид магния выполняют три функции: наполнение, антипирен и подавление дыма в пластмассах; они также являются основными добавками для конвейерных лент из ПВХ, используемых в угольных шахтах, и часто наполнены эпоксидной смолой и ненасыщенными полиэфирными продуктами. При добавлении агента сумма может достигать более 40%.

Влияние различных наполнителей на пластические свойства

(++ означает высокий КПД, + средний КПД, 0 недействительно, — обратный эффект)

(++ означает высокий КПД, + средний КПД, 0 недействительно, — обратный эффект)

Пластмассы с добавлением неметаллических минералов

Роль наполнителей в пластмассах

Снижение затрат: дешевые наполнители добавляются к пластмассам в качестве наполнителей для снижения затрат. Типичные примеры включают добавление больших количеств карбоната кальция к поливинилхлориду и полипропилену.

Улучшение механических свойств: по сравнению с полимерными смолами неметаллические минералы имеют более высокую твердость и модуль, а его активная поверхность может быть объединена с полимерными цепями, поэтому соответствующее добавление неметаллических минералов может эффективно улучшить пластическую твердость, модуль, прочность и другие характеристики. производительность машин.

Повышенная огнестойкость: неметаллические минералы обладают такими преимуществами, как хорошая термическая стабильность, низкая токсичность или нетоксичность, отсутствие агрессивных газов, отсутствие люфта при хранении, трудность осаждения, длительный огнезащитный эффект и т. Д., И они богатое сырье и низкие цены. Это по-прежнему простой и эффективный метод решения проблем огнестойкости, низкой дымности и низкой токсичности большого количества горючих инженерных пластмасс.

Повышенная стабильность: пластмассы используются в различных средах. Неметаллические минеральные наполнители могут повысить стабильность пластмасс, такую ​​как термическая стабильность, электрическая стабильность, устойчивость к растворителям, а также устойчивость к световому и термическому старению.

Функция: после добавления большинства наполнителей пластиковые изделия имеют особые функции, которых у них не было раньше. Это связано с тем, что химический состав наполнителя играет важную роль. Например, добавление графита может повысить проводимость и износостойкость пластика.

Использование минеральных наполнителей в пластмассовых изделиях

Основная мотивация использования минеральных наполнителей — это снижение стоимости сырья для пластмассовых изделий, поэтому цена является основным фактором влияния. Наполнители с крупными частицами обычно дешевле, чем наполнители с мелкими частицами. Не все изделия из пластика подходят для использования минеральных наполнителей. Некоторые из них не подходят для использования, например прозрачные изделия; некоторые из них связаны с проблемами, вызванными использованием минеральных наполнителей, такими как увеличение веса и плохая окраска.

Чем меньше размер частиц неметаллического минерального наполнителя, тем лучше физические и механические свойства наполненного пластика при правильном использовании. Однако в пределах диапазона, допускаемого текущим техническим уровнем и условиями оборудования, размер частиц слишком мал, но его нелегко использовать, не только высокая цена.Это также влияет на текучесть процесса формования и механические свойства. пломбировочный материал.

Все больше внимания уделяется функциональности неметаллических минеральных наполнителей. Поэтому при разработке новых разновидностей минеральных наполнителей мы должны прежде всего подумать, какие новые функции он может привнести в пластические материалы.

Источник статьи: China Powder Network