Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan perkembangan pesat teknologi pemprosesan kalsium karbonat dan perkembangan pesat teknologi rawatan permukaan serbuk kalsium, ia bukan sahaja dapat mengurangkan kos produk tetapi juga meningkatkan banyak sifat produk, meningkatkan prestasi keseluruhan bahan dengan ketara dan meningkatkan nilai tambah produk.
Kesan pengubahsuaian biasa GCC
(1) Meningkatkan ketegaran bahan komposit
Kalsium karbonat boleh meningkatkan kekuatan lenturan, modulus lenturan, kekerasan, rintangan haus dan sifat-sifat lain bahan komposit. Untuk filem plastik, ketegaran bahan komposit boleh meningkatkan kekukuhan filem dengan ketara, yang memberi manfaat kepada kelicinan dan lencongan filem.
(2) Meningkatkan kestabilan dimensi bahan komposit
Penambahbaikan kestabilan dimensi dicerminkan dalam pengecutan yang dikurangkan, pengecutan yang dikurangkan, pekali pengembangan linear yang dikurangkan, yang dikurangkan rayapan, isotropi yang menguntungkan, dll. Pengisian GCC boleh meningkatkan kestabilan dimensi dengan ketara.
(3) Meningkatkan rintangan haba bahan komposit
Kalsium karbonat boleh meningkatkan kestabilan haba bahan komposit kerana ia menyerap bahan yang menggalakkan penguraian. Sebagai contoh, kestabilan terma komposit serbuk kalsium PBAT adalah jauh lebih tinggi daripada PBAT tulen. Sebagai contoh lain, menambah kalsium karbonat ringan kepada produk PVC boleh menyerap hidrogen klorida yang dihasilkan oleh penguraian dan meningkatkan kestabilan haba pemprosesan PVC.
(4) Meningkatkan ketahanan koyakan filem
Filem plastik am mempunyai kelemahan kekuatan membujur yang tinggi dan kekuatan melintang yang rendah, terutamanya filem poliester alifatik PBS, PLA, dan PHA. Selepas menambah serbuk kalsium, isotropi bahan komposit boleh ditingkatkan, dan rintangan koyakan boleh dipertingkatkan dengan ketara.
Sifat pengubahsuaian khas kalsium karbonat
(1) Kesan ke atas sifat tegangan dan hentaman
Tidak semua kalsium karbonat boleh meningkatkan kekuatan tegangan dan kekuatan hentaman filem plastik, yang dipengaruhi oleh saiz Zarah serbuk kalsium dan rawatan permukaan.
Pengaruh saiz zarah: Saiz zarah kalsium karbonat yang berbeza mengubah suai plastik secara berbeza. Lihat Jadual 1. Secara amnya, saiz zarah adalah di bawah 1000 mesh. Ia digunakan untuk pengubahsuaian tambahan. Saiz zarah adalah antara 1000 dan 3000 mesh, dengan tambahan di bawah 10%. Ini mempunyai sedikit kesan pengubahsuaian. Saiz zarah melebihi 5000 mesh. Ia adalah serbuk kalsium berfungsi, yang mempunyai kesan pengubahsuaian yang kuat. Ia boleh meningkatkan kekuatan tegangan dan hentaman. Serbuk kalsium skala nano mempunyai saiz zarah yang lebih halus. Tetapi, sukar untuk bersurai. Ia hanya boleh menandingi kesan pengubahsuaian 8000 mesh kalsium karbonat.
| Rawatan ejen gandingan saiz mesh kalsium karbonat berat (30%). | 2000 | 1250 | 800 | 500 |
| Indeks aliran cair (g/10min) | 4.0 | 5.0 | 5.6 | 5.5 |
| Kekuatan tegangan (MPa) | 19.3 | 18.4 | 18.7 | 18.1 |
| Pemanjangan semasa putus (%) | 422 | 420 | 341 | 367 |
| Kekuatan lentur (MPa) | 28 | 28.6 | 28.2 | 28.4 |
| Modulus lentur (MPa) | 1287 | 1291 | 1303 | 1294 |
| Kekuatan hentaman Izod (J/m) | 113 | 89 | 86 | 78 |
Ia boleh dilihat daripada jadual bahawa apabila saiz zarah kalsium karbonat menjadi lebih halus, kekuatan hentaman, kekuatan tegangan, dan pemanjangan semasa pecah meningkat, kekuatan lentur dan modulus lentur adalah sama, tetapi kecairan berkurangan.
Jika rawatan permukaan adalah baik, kalsium karbonat boleh membantu. Zarahnya mestilah saiz yang betul. Ia kemudiannya akan meningkatkan kekuatan tegangan dan impak bahan komposit. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perkembangan teori komposit telah maju. CaCO3 telah berubah daripada pengisi ringkas kepada pengisi berfungsi baharu. Sebagai contoh, kekuatan hentaman berlekuk bagi homopolimer PP yang diisi CaCO3 boleh melebihi dua kali ganda daripada plastik asas.
(2) Kesan penindasan asap semasa pembakaran
CaCO3 mempunyai kesan penindasan asap yang sangat baik. Prinsipnya ialah ia boleh bertindak balas dengan (menangkap) hidrogen halida dalam asap untuk menghasilkan CaCl2 yang stabil. Jadi, CaCO3 boleh menyekat asap daripada polimer yang menghasilkan hidrogen halida apabila dibakar. Ini termasuk vinil klorida, polietilena berklorosulfonat dan getah kloroprena. Tindak balas pembakaran ialah tindak balas heterogen gas pepejal. Ia hanya boleh berlaku pada permukaan zarah pepejal. Jadi, saiz zarah CaCO3 adalah penting untuk kesan penindasan asap. Hanya zarah kecil yang mempunyai luas permukaan khusus yang lebih besar. Lebih halus saiz zarah kalsium karbonat, lebih baik kesan penindasan asap.
(3) Ejen anti-pelekat
Filem silinder yang ditiup yang mengandungi serbuk kalsium mempunyai sifat pembukaan yang baik dan tidak akan menyebabkan lekatan apabila digulung. GCC bertindak sebagai ejen pembuka.
(4) Meningkatkan kadar kekonduksian terma
Penambahan kalsium karbonat meningkatkan kadar kekonduksian terma filem, dengan itu menyejukkan gelembung filem filem yang ditiup dengan lebih cepat, meningkatkan kecekapan pengeluaran dan meningkatkan output extruder. Mengambil serbuk kalsium ringan 25% yang ditambahkan pada kepingan PVC sebagai contoh, ia hanya mengambil masa 3.5 saat untuk memanaskan kepada 200°C, manakala kepingan PVC tulen mengambil masa 10.8 saat, dan kadar kekonduksian terma meningkat sebanyak 3 kali ganda.
(5) Meningkatkan kecairan
GCC boleh meningkatkan kecairan sistem komposit, mengurangkan kelikatan cair dan tork penyemperit, meningkatkan output penyemperit, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran. Jenis kalsium karbonat yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza terhadap aliran. Susunan kecairan bahan komposit tertentu ialah kalsium karbonat kalsit besar > serbuk kalsium marmar, serbuk kalsium dolomit > kalsium karbonat kalsit kecil > kalsium karbonat ringan.
(6) Prestasi padanan warna
Gunakan serbuk kalsium keputihan tinggi untuk menggantikan beberapa pigmen putih. Ia boleh menggantikan titanium dioksida, pigmen putih yang mahal. Serbuk kalsium kalsit yang besar adalah pilihan terbaik. Ia mempunyai keputihan yang tinggi dan kuasa penutup yang hebat. Kalsium karbonat boleh menjadi pigmen putih. Ia mempunyai beberapa kuasa menyembunyikan. Kuasa menyembunyikan cat adalah keupayaannya untuk menutup permukaan. Ia adalah jumlah minimum cat yang diperlukan untuk menyembunyikan warna latar belakang. Menggunakan g/m2 bermakna kuasa menyembunyikan pelbagai pewarna dalam salutan ditunjukkan dalam Jadual 2:
| Nama pigmen | Kuasa menyembunyikan (g/cm²) |
| Counterpoint merah (nada terang) | 18.1-16.3 |
| Counterpoint merah (nada gelap) | 17.1-15.0 |
| Tasik merah C | 23.8-18.8 |
| Lisol Red (Tasik Ba) | 33.7-21.7 |
| Lisol merah (tasik Ca) | 49.0-33.7 |
| Lisol merah delima | 33.9 |
| tasik merah pigmen | 88.5 |
| Rhodamine Y (kerpasan tungstate) | 25.1 |
| Rhodamine B (kerpasan fosfotungstat) | 16.1 |
| Toluidine maroon | 34.8-34.7 |
| Merah kurma BL | 12.4 |
| Titanium dioksida (jenis rutil, jenis anatase) | 18.4 19.5 |
| Zink putih (zink oksida) | 24.8 |
| Barium sulfat | 30.6 |
| Kalsium karbonat | 31.4 |
| Hansa Yellow G | 54.9 |
| Hansa Yellow 10G | 58.8 |
| Oren Selamanya | 29.6 |
| Malachite hijau | 5.4 |
| Kadar pigmen B | 2.7 |
| Biru malachite (kerpasan fosfotungstat) | 7.7 |
| Biru merak | 68.5 |
| Methyl violet (kerpasan fosfotungstat) | 7.6 |
| Methyl violet (kerpasan tanin) | 4.9 |
| Ungu cepat siang | 10.2 |
| Biru Phthalocyanine | 4.5 |
| Barium zink putih | 23.6 |
| Plumbum putih (plumbum sulfat asas) | 26.9 |
| Antimoni trioksida | 22.7 |
| Bedak talkum | 32.2 |
Kuasa penutup sesuatu bahan adalah berkaitan dengan indeks biasan. Semakin tinggi indeks biasan, semakin besar kuasa penutup dan semakin tinggi rona putih. Indeks biasan pelbagai bahan putih ditunjukkan dalam Jadual 3.
| Bahan Putih | Nombor Indeks Pewarna | Indeks Biasan |
| Titanium dioksida (jenis rutil) | Pigmen Putih 6 | 2.70 |
| Titanium dioksida (jenis anatase) | Pigmen Putih 6 | 2.55 |
| Zirkonia | Pigmen Putih 12 | 2.40 |
| Zink sulfida | Pigmen Putih 7 | 2.37 |
| Antimoni trioksida | Pigmen Putih 11 | 2.19 |
| Zink oksida | Pigmen Putih 4 | 2.00 |
| Lithopone (zink barium putih) | Pigmen Putih 21 | 2.10 |
| Barium sulfat | Pigmen Putih 18 | 1.64 |
| Kalsium karbonat | Pigmen Putih 27 | 1.58 |
| Bedak talkum | — | 1.54 |
Kesan pada Warna
Kesan pada pewarna: Warna semula jadi kalsium karbonat adalah putih, yang mempunyai kesan pada pemadanan warna-warna terang, dan ia tidak dapat dipadankan dengan warna-warna terang; ia juga mempunyai kesan pada pemadanan dengan hitam, dan ia tidak boleh dipadankan terutamanya hitam.
Kesan pada cahaya warna: Selain warna putihnya, kalsium karbonat selalunya juga mempunyai lampu warna yang berbeza, menjejaskan ketulenan warna. Cahaya warna ialah warna sampingan selain daripada warna utama sesuatu objek. Cahaya warna pada kedua-dua hujung diameter roda warna adalah pelengkap. Sebagai contoh, warna pelengkap biru ialah kuning. Apabila dicampur, cahaya putih boleh diperolehi, yang merupakan cara yang berkesan untuk menghapuskan cahaya warna.
Kesan kalsium karbonat di kawasan yang berbeza
Dalam kalsium karbonat berat, kalsium karbonat dari asal yang berbeza mengeluarkan warna latar belakang yang berbeza. Sebagai contoh, kalsium karbonat Sichuan mempunyai latar belakang biru, kalsium karbonat Guangxi mempunyai latar belakang merah, dan kalsium karbonat Jiangxi mempunyai latar belakang kebiruan. Dalam padanan warna tertentu, cahaya warna kalsium karbonat harus konsisten dengan warna pewarna utama. Sebagai contoh, kalsium karbonat dengan cahaya warna biru akan menghilangkan kuasa pewarnaan pigmen kuning. Kalsium karbonat dengan warna biru juga sering digunakan untuk menghilangkan warna kuning produk.
Meningkatkan astigmatisme produk plastik: Menambah kalsium karbonat tidak meningkatkan kilauan produk plastik tetapi mempunyai kesan tikar yang mengurangkan kilauan.
(7) Meningkatkan kebolehnafasan
Filem plastik yang diisi dengan serbuk kalsium akan menghasilkan liang-liang kecil dalam filem apabila diregangkan, yang hanya boleh melalui wap air tetapi bukan air cecair. Oleh itu, ia boleh digunakan untuk menghasilkan produk plastik bernafas. Sebagai contoh, filem bernafas biasa diperbuat daripada tembaga dan sejumlah besar kalsium karbonat. Diperbuat daripada padding dan regangan filem. Secara amnya, hanya 3000 mesh kalsium karbonat boleh dipilih untuk serbuk kalsium untuk menghasilkan filem bernafas, dan taburan saiz zarah mestilah sempit.
(8) Menggalakkan prestasi degradasi produk
Selepas beg plastik polietilena yang mengandungi kalsium karbonat ditanam di bawah tanah, kalsium karbonat mungkin bertindak balas dengan karbon dioksida dan air untuk membentuk Ca(HCO3)2 yang boleh larut dalam air dan meninggalkan filem, meninggalkan lubang kecil pada filem, meningkatkan risiko filem plastik dan Kawasan di mana udara sekitar bersentuhan dengan mikroorganisma, dengan itu menggalakkan degradasi produk.
(9) Main peranan nukleus
Nano-CaCO3 mempunyai kesan dorongan pada penukleasian penghabluran polipropilena, yang boleh meningkatkan kandungan kristal beta, dengan itu meningkatkan keliatan impak polipropilena.
(10) Kurangkan penyerapan air plastik PA
Penyerapan air bahan komposit serbuk PA/kalsium adalah lebih rendah daripada resin tulen PA. Sebagai contoh, jika PA6 diisi dengan serbuk kalsium 25%, kadar penyerapan air bahan komposit akan dikurangkan sebanyak 56%.
(11) Meningkatkan sifat permukaan
Kalsium karbonat boleh meningkatkan ketegangan permukaan bahan komposit dan mempunyai sifat penjerapan yang sangat baik untuk meningkatkan penyaduran bahan komposit, salutan dan sifat percetakan.
(12) Kesan serbuk kalsium pada pembuih
Sama ada serbuk kalsium menjejaskan prestasi berbuih bahan plastik adalah sangat rumit dan bergantung kepada saiz dan jumlah penambahan. Apabila saiz zarah kalsium karbonat sepadan dengan agen berbuih, ia boleh bertindak sebagai agen nukleus dan memainkan peranan positif dalam berbuih. Saiz khusus yang sesuai adalah kurang daripada 5 μm dan lebih besar daripada saiz yang tidak menggumpal.