كلوريد البولي فينيل (PVC) عبارة عن مادة بوليمر رخيصة الثمن ومتوفرة بسهولة مع مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات مثل الأحذية وتجهيزات الأنابيب والأسلاك والكابلات والأفلام التقويمية. ومع ذلك، فإن المتانة الضعيفة وعدم الاستقرار الحراري للمواد البلاستيكية النقية لها قيود في العديد من التطبيقات. لذلك، في العديد من الصناعات، تم تطوير مركبات PVC المعدلة بحشوات مختلفة لتحسين خواصها الميكانيكية واستقرارها الحراري.
على سبيل المثال، من خلال إضافة كمية معينة من كربونات الكالسيوم (CaCO3)، تم تحسين صلابة منتجات PVC، مما أدى إلى تحسين الأداء ويمكن التحكم في تكاليف الإنتاج. مع استمرار الأبحاث، وجد أن سهولة معالجة كربونات الكالسيوم يمكن أن تعزز بشكل كبير قيمة تطبيقها وإمكاناتها في المواد البلاستيكية.
مقارنة تطبيقات كربونات الكالسيوم المختلفة في المواد البلاستيكية
الكالسيوم الرطب الثقيل
قام دينغ كيوين وفريقه بتطبيق الكالسيوم الثقيل المطحون الجاف في Guangyuan (GY616)، وكربونات الكالسيوم الثقيلة فائقة النعومة المطحونة الرطبة في Guangyuan (CC-6000A)، والكالسيوم الخفيف المتوفر تجاريًا على التركيبة الأساسية لفيلم الصقل PVC، وقاموا بتحليل تأثير أصناف كربونات الكالسيوم على اللمعان وقوة الشد والثقل النوعي ومقاومة الحرارة وقوة التغطية للأغشية المحضرة. كان اللمعان والجاذبية النوعية للفيلم المقلد مع إضافة الكالسيوم الثقيل الرطب متسقين مع لمعان الكالسيوم النانوي خفيف الوزن المركب، وتم تحسين قوة الشد ومقاومة أفضل للحرارة. تم تقييم تأثيرات CC-6000A واللمعان وقوة الشد والجاذبية النوعية وقوة التغطية ومقاومة الحرارة لـ CC-6000A ومركب الكالسيوم النانوي خفيف الوزن باستخدام أربعة أنظمة صياغة. يتمتع CC-6000A بلمعان أعلى وقوة شد وجاذبية نوعية وقوة تغطية أفضل ومقاومة للحرارة مقارنة بمركب الكالسيوم النانوي خفيف الوزن.
جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية
قام ليو يا شيونغ وآخرون بالتحقيق في تأثير العوامل الرئيسية مثل درجة حرارة بدء الكربنة وطول سلسلة الأحماض الدهنية C ونقطة انصهار الزيت وقيمة اليود وعامل معالجة السطح المركب على خصائص جسيمات نانوية من كربونات الكالسيوم وفيلم البولي فينيل كلوريد (PVC) المصقول. أظهرت النتائج أنه عندما كانت درجة حرارة بدء الكربنة 24 درجة مئوية، كان كربونات الكالسيوم الناتجة مكعبًا منتظمًا، بمساحة سطح محددة تبلغ 22.3 متر مربع / جرام، بمتوسط حجم الجسيمات يبلغ سمك الطبقة الرقيقة 80 نانومتر، وبياض 96%، وتجمعات جزيئات أقل، وأصغر حجم جزيئات ثانوية، مع D50 يبلغ 0.43 ميكرومتر؛ وكان للفيلم المصقول المحضر باستخدام كربونات الكالسيوم هذه أعلى لمعان، وأفضل خاصية امتصاص للحبر، وأفضل أداء إجمالي.
شيه تشونغ وآخرون. استخدم الحجر الجيري كمادة خام لتوليد الجير عن طريق التكليس، واستخدم طريقة الكربنة المستمرة للبرج المزدوج لإنتاج جسيمات نانوية من كربونات الكالسيوم. ابحث عن عامل المعالجة السطحية المكون من الأحماض الدهنية والزيوت النباتية والمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية وعوامل الاقتران وما إلى ذلك، واكتشف عملية معالجة التنشيط السطحي لكربونات الكالسيوم المكونة من 3 خطوات لإنتاج كربونات الكالسيوم المنشط النانوية ذات قيمة امتصاص الزيت المنخفضة والمعالجة الجيدة الأداء والتشتت الجيد، والذي يستخدم كعامل حشو وتعزيز في إنتاج أنابيب الصرف الصحي PVC، وقوة خضوع الشد، والاستطالة عند الكسر، والانكماش الطولي لضغط أنبوب الصرف، ولكن لا يزال أنبوب الماء يستعيد شكله الأصلي الشكل، المنتج لديه أداء ممتاز.
كربونات الكالسيوم بأشكال مختلفة
دونغ دونغدونغ وآخرون. تحضير خمسة أنواع من جزيئات كربونات الكالسيوم بأشكال مختلفة، وهي الرقائق والمعين والقضيب والكرة والمكعب، بطريقة الكلورة، ودراسة تأثيرات الأشكال المختلفة على الخواص الميكانيكية لأغشية PVC اللينة. أظهرت النتائج أن الأشكال المختلفة لكربونات الكالسيوم قد حسنت الخواص الميكانيكية لفيلم PVC، وزادت قوة شد واستطالة فيلم PVC بشكل ملحوظ؛ من بينها، شكل قضيب كربونات الكالسيوم على الخواص الميكانيكية للفيلم PVC هو الأفضل، قوة الشد تبلغ 27.11 ميجا باسكال؛ يتمتع الشكل المعيني لطبقة PVC المعدلة بكربونات الكالسيوم بأعلى استطالة عند الكسر، لـ 98.23%.
هو هونغتشوان وآخرون. دراسة تأثير كربونات الكالسيوم، ومثبت الحرارة، ومعدل تأثير ACR على الخواص الميكانيكية لأنابيب PVC ذات الملء العالي. أظهرت نتائج الاختبار أنه مع زيادة جرعة كربونات الكالسيوم، انخفضت خصائص الشد لأنابيب PVC تدريجيًا، كما زادت قوة التأثير وقوة الانحناء.
كربونات الكالسيوم المركبة مع التلك
لي نا وآخرون. تم تحضير مركبات PVC/كربونات الكالسيوم/التلك بطريقة المزج المصهور، ودراسة تأثير التلك وكربونات الكالسيوم على الخواص الميكانيكية وخواص المعالجة لمركبات PVC. أظهرت النتائج أن درجة حرارة تليين Vicat لمركبات PVC كانت الأعلى (78.6 درجة مئوية) عندما كانت نسبة الكتلة المركبة لكربونات الكالسيوم إلى التلك 10∶20؛ كانت قوة الانحناء لمركبات PVC هي الأعلى (77.81 ميجا باسكال) عندما كانت نسبة الكتلة المركبة لكربونات الكالسيوم إلى التلك 15∶15؛ كانت قوة التأثير المحززة لمركبات PVC هي الأعلى (7.738 كيلو جول / م 2) عندما كانت نسبة الكتلة المركبة لكربونات الكالسيوم إلى التلك 20∶10؛ وكانت قوة التأثير المحززة لمركبات PVC هي الأعلى (7.738 كيلو جول / م 2) عندما كانت نسبة الكتلة المركبة لكربونات الكالسيوم إلى التلك 20∶10. 7.738 كيلوجول/م2)؛ أعلى معامل انثناء (6300MPa) لمركبات PVC عندما كانت نسبة كتلة كربونات الكالسيوم إلى التلك 5:25.
كربونات الكالسيوم المعدلة
يانغ دونغدونغ وآخرون. دراسة تأثير نوع ومحتوى كربونات الكالسيوم على خواص مركبات PVC/CaCO3. أظهرت النتائج أن كربونات الكالسيوم المعدلة بواسطة حامض دهني ومركب عامل اقتران تيتانات كان لها أفضل تأثير على التحسين الشامل للأداء المتراكب، كما زادت قوة التأثير بمقدار 15% مقارنة بالمتراكبات المضاف إليها كربونات الكالسيوم غير المعدلة.
قام دينج تشوانفو وآخرون باستكشاف تأثير كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة على الأداء الشامل لمركبات البولي فينيل كلوريد. أظهرت النتائج أنه من خلال إدخال مجموعات هيدروكسيل زائدة في مرحلة التعديل الرطبة لكربونات الكالسيوم النانوية، يساعد ذلك في تحسين عملية التطعيم.طلاء من خلال استخدام عامل اقتران السيلان، يمكن الحصول على حشوات نانوية ذات تشتت أفضل وقابلية للمعالجة، مما يمكن أن يحسن بشكل فعال أداء الاستقرار الحراري لمركبات PVC، ويعزز التليين، ويحقق تأثير التعزيز والتصلب للمركبات.
لا يوجد كربونات الكالسيوم المضافة
تشانغ ويفانغ وآخرون. تم تحضير مستحلبات كربونات الكالسيوم النانوية المشتتة بشكل موحد عن طريق الاستحلاب الدقيق، ثم تم تصنيع اثنين من الراتنجات المركبة النانو-CaCO3/PVC عن طريق البلمرة في الموقع. أظهرت الراتنجات المركبة النانو-CaCO3/PVC زيادة متزامنة في الكثافة الظاهرة وامتصاص الملدنات، وثبات حراري أفضل، تحسين قوة التأثير المحززة، والاستطالة المرتفعة عند الكسر، مقارنة بالراتنجات الفارغة.
في الوقت الحاضر، التطور السريع لكربونات الكالسيوم المتخصصة المحلية، فئة النمو الواضح، ولكن على هذا الأساس لإنتاج المنتجات الراقية لا تزال صغيرة نسبيا، وتعزيز القيمة المضافة للمنتج لا يزال هناك بعض المساحة. كربونات الكالسيوم للـ PVC عبارة عن منتجات ذات أغراض خاصة ناضجة نسبيًا، ونتائج البحث لها درجة معينة من المنهجية، عند اختيار كربونات الكالسيوم، واستخدام المعدلات، والتحكم في عملية المعالجة لها نتائج معينة، ومن المفيد استخلاصها المرجعية والتطوير.