Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo di tecnologia di lavorazione del carbonato di calcio e il rapido sviluppo della tecnologia di trattamento superficiale della polvere di calcio, può non solo ridurre il costo dei prodotti, ma anche migliorarne molte proprietà, migliorare significativamente le prestazioni complessive dei materiali e aumentare il valore aggiunto dei prodotti.
Effetti comuni di modifica del GCC
(1) Migliorare la rigidità dei materiali compositi
Carbonato di calcio può migliorare la resistenza alla flessione, il modulo di flessione, la durezza, la resistenza all'usura e altre proprietà dei materiali compositi. Per i film plastici, la rigidità dei materiali compositi può aumentare significativamente la rigidità del film, il che è vantaggioso per la scorrevolezza e l'arricciatura del film.
(2) Migliorare la stabilità dimensionale dei materiali compositi
Il miglioramento della stabilità dimensionale si riflette in una riduzione del restringimento, della deformazione, del coefficiente di dilatazione lineare, della deformazione viscosa, in un'isotropia favorevole, ecc. Il riempimento GCC può migliorare significativamente la stabilità dimensionale.
(3) Migliorare la resistenza al calore dei materiali compositi
Il carbonato di calcio può migliorare la stabilità termica dei materiali compositi perché assorbe sostanze che favoriscono la decomposizione. Ad esempio, la stabilità termica dei compositi PBAT/polvere di calcio è significativamente più alta di quella del PBAT puro. Per un altro esempio, l'aggiunta di carbonato di calcio leggero ai prodotti in PVC può assorbire l'acido cloridrico prodotto dalla decomposizione e migliorare notevolmente la stabilità termica di lavorazione del PVC.
(4) Migliorare la resistenza allo strappo della pellicola
I film plastici generici hanno gli svantaggi di un'elevata resistenza longitudinale e di una bassa resistenza trasversale, in particolare i film in poliestere alifatico PBS, PLA e PHA. Dopo l'aggiunta di polvere di calcio, l'isotropia del materiale composito può essere aumentata e la resistenza allo strappo può essere notevolmente migliorata.
Proprietà di modificazione speciale del carbonato di calcio
(1) Effetto sulle proprietà di trazione e di impatto
Non tutti i carbonati di calcio possono migliorare la resistenza alla trazione e all'impatto delle pellicole plastiche, che sono influenzate da dimensione delle particelle di polvere di calcio e trattamento superficiale.
Influenza della dimensione delle particelle: diverse dimensioni delle particelle di carbonato di calcio modificano le plastiche in modo diverso. Vedere la Tabella 1. In genere, la dimensione delle particelle è inferiore a 1000 mesh. Viene utilizzata per la modifica incrementale. La dimensione delle particelle è compresa tra 1000 e 3000 mesh, con un'aggiunta inferiore a 10%. Ciò ha un leggero effetto di modifica. La dimensione delle particelle è superiore a 5000 mesh. È polvere di calcio funzionale, che ha un forte effetto di modifica. Può migliorare la resistenza alla trazione e all'impatto. La polvere di calcio su scala nanometrica ha una dimensione delle particelle più fine. Tuttavia, è difficile da disperdere. Può solo eguagliare l'effetto di modifica del carbonato di calcio da 8000 mesh.
| Trattamento con agente di accoppiamento di carbonato di calcio pesante (30%) dimensione delle maglie | 2000 | 1250 | 800 | 500 |
| Indice di fluidità (g/10min) | 4.0 | 5.0 | 5.6 | 5.5 |
| Resistenza alla trazione (MPa) | 19.3 | 18.4 | 18.7 | 18.1 |
| Allungamento a rottura (%) | 422 | 420 | 341 | 367 |
| Resistenza alla flessione (MPa) | 28 | 28.6 | 28.2 | 28.4 |
| Modulo di flessione (MPa) | 1287 | 1291 | 1303 | 1294 |
| Resistenza all'impatto Izod (J/m) | 113 | 89 | 86 | 78 |
Dalla tabella si può osservare che man mano che le dimensioni delle particelle di carbonato di calcio diventano più fini, la resistenza all'impatto, la resistenza alla trazione e l'allungamento a rottura aumentano, la resistenza alla flessione e il modulo di flessione rimangono gli stessi, ma la fluidità diminuisce.
Se il trattamento superficiale è buono, il carbonato di calcio può aiutare. Le sue particelle devono essere della giusta dimensione. Migliorerà quindi la resistenza alla trazione e all'impatto dei materiali compositi. Negli ultimi anni, lo sviluppo della teoria dei compositi è avanzato. Il CaCO3 è passato dall'essere un semplice riempitivo a uno nuovo e funzionale. Ad esempio, la resistenza all'impatto intagliata di un omopolimero di PP riempito di CaCO3 può essere più del doppio di quella della plastica di base.
(2) Effetto di soppressione del fumo durante la combustione
CaCO3 ha un eccellente effetto di soppressione del fumo. Il principio è che può reagire con (catturare) l'alogenuro di idrogeno nel fumo per generare CaCl2 stabile. Quindi, CaCO3 può sopprimere il fumo dai polimeri che producono alogenuri di idrogeno quando vengono bruciati. Questi includono cloruro di vinile, polietilene clorosolfonato e gomma cloroprene. La reazione di combustione è una reazione eterogenea solido-gas. Può verificarsi solo sulla superficie di particelle solide. Quindi, la dimensione delle particelle di CaCO3 è importante per l'effetto di soppressione del fumo. Solo le particelle minuscole hanno una superficie specifica molto più grande. Più fine è la dimensione delle particelle di carbonato di calcio, migliore è l'effetto di soppressione del fumo.
(3) Agente antiadesivo
Il film cilindrico soffiato contenente polvere di calcio ha buone proprietà di apertura e non provoca adesione quando è arricciato. Il GCC agisce come agente di apertura.
(4) Aumentare il tasso di conduttività termica
L'aggiunta di carbonato di calcio aumenta il tasso di conduttività termica del film, raffreddando così più velocemente la bolla del film soffiato, migliorando l'efficienza produttiva e aumentando la resa dell'estrusore. Prendendo come esempio la polvere di calcio leggera 25% aggiunta a un foglio di PVC, ci vogliono solo 3,5 secondi per riscaldarsi a 200°C, mentre un foglio di PVC puro impiega 10,8 secondi e il tasso di conduttività termica aumenta fino a 3 volte.
(5) Migliorare la liquidità
GCC può migliorare la fluidità del sistema composito, ridurre la viscosità della fusione e la coppia dell'estrusore, aumentare la produzione dell'estrusore e migliorare l'efficienza produttiva. Diversi tipi di carbonato di calcio hanno effetti diversi sul flusso. L'ordine di fluidità di specifici materiali compositi è carbonato di calcio calcite grande > polvere di calcio di marmo, polvere di calcio dolomite > carbonato di calcio calcite piccola > carbonato di calcio leggero.
(6) Prestazioni di corrispondenza dei colori
Utilizzare polvere di calcio ad alta bianchezza per sostituire alcuni pigmenti bianchi. Può sostituire il biossido di titanio, un costoso pigmento bianco. La polvere di calcio calcite grande è la scelta migliore. Ha un'elevata bianchezza e un grande potere coprente. Il carbonato di calcio può diventare un pigmento bianco. Ha un certo potere coprente. Il potere coprente della vernice è la sua capacità di coprire una superficie. È la quantità minima di vernice necessaria per nascondere il colore di sfondo. Utilizzare g/m2 significa che il potere coprente di vari coloranti nei rivestimenti è mostrato nella Tabella 2:
| Nome del pigmento | Potere coprente (g/cm²) |
| Contrappunto rosso (tono chiaro) | 18.1-16.3 |
| Contrappunto rosso (tono scuro) | 17.1-15.0 |
| Lago rosso C | 23.8-18.8 |
| Lisol Rosso (Lago Ba) | 33.7-21.7 |
| Lisol rosso (lago Ca) | 49.0-33.7 |
| Lisol rosso rubino | 33.9 |
| pigmento scarlatto lago | 88.5 |
| Rodamina Y (precipitazione di tungstato) | 25.1 |
| Rodamina B (precipitazione del fosfotungstato) | 16.1 |
| Toluidina marrone | 34.8-34.7 |
| Rosso dattero resistente alla luce BL | 12.4 |
| Biossido di titanio (tipo rutilo, tipo anatasio) | 18.4 19.5 |
| Bianco di zinco (ossido di zinco) | 24.8 |
| Solfato di bario | 30.6 |
| Carbonato di calcio | 31.4 |
| Hansa Giallo G | 54.9 |
| Hansa Giallo 10G | 58.8 |
| Per sempre arancione | 29.6 |
| Verde malachite | 5.4 |
| Tasso di pigmento B | 2.7 |
| Blu malachite (precipitazione fosfotungstata) | 7.7 |
| Blu pavone | 68.5 |
| Violetto di metile (precipitazione di fosfotungstato) | 7.6 |
| Violetto di metile (precipitazione di tannino) | 4.9 |
| Viola veloce alla luce del giorno | 10.2 |
| Blu di ftalocianina | 4.5 |
| Zinco bario bianco | 23.6 |
| Bianco di piombo (solfato basico di piombo) | 26.9 |
| Triossido di antimonio | 22.7 |
| Talco in polvere | 32.2 |
Il potere coprente di un materiale è correlato all'indice di rifrazione. Maggiore è l'indice di rifrazione, maggiore è il potere coprente e maggiore è la tonalità bianca. L'indice di rifrazione di vari materiali bianchi è mostrato nella Tabella 3.
| Materiale bianco | Numero indice colorante | Indice di rifrazione |
| Biossido di titanio (tipo rutilo) | Pigmento Bianco 6 | 2.70 |
| Biossido di titanio (tipo anatasio) | Pigmento Bianco 6 | 2.55 |
| Zirconia | Pigmento Bianco 12 | 2.40 |
| Solfuro di zinco | Pigmento Bianco 7 | 2.37 |
| Triossido di antimonio | Pigmento Bianco 11 | 2.19 |
| Ossido di zinco | Pigmento Bianco 4 | 2.00 |
| Litopone (zinco bario bianco) | Pigmento Bianco 21 | 2.10 |
| Solfato di bario | Pigmento Bianco 18 | 1.64 |
| Carbonato di calcio | Pigmento Bianco 27 | 1.58 |
| Talco in polvere | — | 1.54 |
Impatto sul colore
Effetto sulla colorazione: Il colore naturale del carbonato di calcio è il bianco, il che ha un impatto sulla corrispondenza dei colori vivaci, ma non può essere uguale a questi; ha anche un impatto sulla corrispondenza del nero, ma non può essere uguale in particolare al nero.
Effetto sulla luce colorata: Oltre al suo colore bianco, il carbonato di calcio spesso ha anche luci di colore diverse, che influenzano la purezza del colore. La luce colorata è un colore incidentale diverso dal colore principale di un oggetto. La luce colorata a entrambe le estremità del diametro della ruota dei colori è complementare. Ad esempio, il colore complementare del blu è il giallo. Quando viene miscelato, si può ottenere luce bianca, che è un modo efficace per eliminare la luce colorata.
L'impatto del carbonato di calcio nelle diverse regioni
Nel carbonato di calcio pesante, il carbonato di calcio di diverse origini emette diversi colori di sfondo. Ad esempio, il carbonato di calcio del Sichuan ha uno sfondo blu, il carbonato di calcio del Guangxi ha uno sfondo rosso e il carbonato di calcio dello Jiangxi ha uno sfondo bluastro. Nella corrispondenza specifica dei colori, la luce del colore del carbonato di calcio dovrebbe essere coerente con il colore di colorazione principale. Ad esempio, il carbonato di calcio con luce di colore blu eliminerà il potere colorante dei pigmenti gialli. Il carbonato di calcio con un colore blu è spesso utilizzato anche per eliminare il colore giallo dei prodotti.
Migliora l'astigmatismo dei prodotti in plastica: L'aggiunta di carbonato di calcio non aumenta la lucentezza dei prodotti in plastica, ma ha un effetto opacizzante che ne riduce la lucentezza.
(7) Aumentare la traspirabilità
Le pellicole di plastica riempite con polvere di calcio produrranno minuscoli pori nella pellicola quando vengono allungate, che possono passare solo attraverso il vapore acqueo ma non l'acqua liquida. Pertanto, può essere utilizzata per produrre prodotti di plastica traspiranti. Ad esempio, una tipica pellicola traspirante è realizzata in rame e una grande quantità di carbonato di calcio. Realizzata con imbottitura e allungamento della pellicola. In genere, solo il carbonato di calcio da 3000 mesh può essere selezionato per la polvere di calcio per produrre pellicole traspiranti e la distribuzione delle dimensioni delle particelle deve essere stretta.
(8) Promuovere le prestazioni di degradazione del prodotto
Dopo che il sacchetto di plastica in polietilene contenente carbonato di calcio viene interrato, il carbonato di calcio può reagire con l'anidride carbonica e l'acqua per formare Ca(HCO3)2 che può essere disciolto in acqua e lasciare la pellicola, lasciando piccoli fori sulla pellicola, aumentando il rischio che la pellicola di plastica e l'area in cui l'aria circostante entra in contatto con microrganismi, favorendo così la degradazione del prodotto.
(9) Svolgono un ruolo di nucleante
Il nano-CaCO3 ha un effetto induttore sulla nucleazione della cristallizzazione del polipropilene, che può aumentare il contenuto di cristalli beta, migliorando così la tenacità all'impatto del polipropilene.
(10) Ridurre l'assorbimento d'acqua della plastica PA
L'assorbimento d'acqua dei materiali compositi PA/polvere di calcio è inferiore a quello della resina pura PA. Ad esempio, se PA6 è riempito con polvere di calcio 25%, il tasso di assorbimento d'acqua del materiale composito sarà ridotto di 56%.
(11) Migliorare le proprietà superficiali
Il carbonato di calcio può aumentare la tensione superficiale dei materiali compositi e ha eccellenti proprietà di adsorbimento per migliorare la placcatura dei materiali compositi, rivestimento e proprietà di stampa.
(12) Effetto della polvere di calcio sulla formazione di schiuma
Se la polvere di calcio influenzi le prestazioni di schiumatura dei materiali plastici è molto complicato e dipende dalle dimensioni e dalla quantità di aggiunta. Quando la dimensione delle particelle di carbonato di calcio corrisponde all'agente schiumogeno, può agire come agente nucleante e svolgere un ruolo positivo nella schiumatura. La dimensione specifica adatta è inferiore a 5 μm e maggiore della dimensione che non si agglomera.