O cloreto de polivinila (PVC) é um material polimérico barato e prontamente disponível, com uma ampla gama de aplicações em indústrias como calçados, acessórios para tubos, fios, cabos e filmes calandrados. No entanto, a baixa tenacidade e a falta de estabilidade térmica dos materiais de PVC puro apresentam limitações em muitas aplicações. Portanto, em muitas indústrias, compósitos de PVC modificados com diversas cargas foram desenvolvidos para melhorar suas propriedades mecânicas e estabilidade térmica.
Por exemplo, ao adicionar uma certa quantidade de carbonato de cálcio (CaCO3), a dureza dos produtos de PVC foi melhorada, resultando num melhor desempenho e os custos de produção podem ser controlados. À medida que a pesquisa continua, descobriu-se que a facilidade de processamento do carbonato de cálcio pode aumentar muito o seu valor e potencial de aplicação em materiais de PVC.
Comparação de diferentes aplicações de carbonato de cálcio em materiais de PVC
Cálcio Molhado Pesado
Deng Kewen e sua equipe aplicaram cálcio pesado moído a seco Guangyuan (GY616), carbonato de cálcio pesado ultrafino ultra-branco moído a úmido Guangyuan (CC-6000A) e cálcio leve comercialmente disponível na formulação base do filme de calandragem de PVC, e analisaram o efeitos das variedades de carbonato de cálcio no brilho, resistência à tração, gravidade específica, resistência ao calor e poder de cobertura dos filmes preparados. O brilho e a gravidade específica do filme calandrado com a adição de cálcio pesado úmido foram consistentes com os do nano-cálcio leve composto, e a resistência à tração e melhor resistência ao calor foram melhoradas. Os efeitos do CC-6000A, brilho, resistência à tração, gravidade específica, poder de cobertura e resistência ao calor do CC-6000A e do nano-cálcio leve composto de cálcio foram avaliados usando quatro sistemas de formulação. CC-6000A apresentou maior brilho e resistência à tração, gravidade específica e melhor poder de cobertura e resistência ao calor em comparação com o nano-cálcio leve composto de cálcio.
Nanopartículas de carbonato de cálcio
Liu Yaxiong et al. investigaram os efeitos de fatores-chave como temperatura de início de carbonatação, comprimento da cadeia C do ácido graxo, ponto de fusão do óleo e valor de iodo, e agente de tratamento de superfície composto nas propriedades de nanopartículas de carbonato de cálcio e filme calandrado de cloreto de polivinila (PVC). Os resultados mostraram que, quando a temperatura inicial de carbonatação era de 24℃, o carbonato de cálcio gerado era cúbico regular, com uma área de superfície específica de 22,3m2/g, uma média tamanho da partícula de 80 nm, uma brancura de 96%, menos aglomerações de partículas e o menor tamanho de partícula secundária, com um D50 de 0,43 μm; e o filme calandrado preparado com este carbonato de cálcio teve o maior brilho, a melhor propriedade de absorção de tinta e o melhor desempenho geral.
Xie Zhong et al. utilizou calcário como matéria-prima para gerar cal por calcinação e utilizou o método de carbonização contínua de torre dupla para produzir nanopartículas de carbonato de cálcio. Pesquise o agente de tratamento de superfície composto de ácidos graxos, óleos vegetais, surfactantes não iônicos, agentes de acoplamento, etc., e descubra o processo de tratamento de ativação de superfície de carbonato de cálcio em 3 etapas para produzir carbonato de cálcio nanoativado com baixo valor de absorção de óleo, bom processamento desempenho e boa dispersibilidade, que é usado como enchimento e agente de reforço na produção de tubos de drenagem de PVC, e a resistência ao escoamento à tração, alongamento na ruptura, encolhimento longitudinal da pressão do tubo de drenagem, mas ainda para o tubo de água restaurar o original forma, o produto tem excelente desempenho.
Carbonato de cálcio em diferentes formas
Dong Dongdong et al. prepararam cinco tipos de partículas de carbonato de cálcio com diferentes morfologias, nomeadamente, floco, losango, bastão, esfera e cubo, pelo método de cloração, e investigaram os efeitos de diferentes morfologias nas propriedades mecânicas de filmes de PVC macio. Os resultados mostram que diferentes formatos de carbonato de cálcio melhoraram as propriedades mecânicas do filme de PVC, a resistência à tração do filme de PVC e o alongamento na ruptura aumentaram significativamente; entre eles, o formato em forma de bastão do carbonato de cálcio nas propriedades mecânicas do filme de PVC é o melhor, resistência à tração de 27,11 MPa; a forma rômbica do filme de PVC modificado com carbonato de cálcio tem o maior alongamento na ruptura, para 98.23%.
Hu Hongchuan et al. estudaram o efeito do carbonato de cálcio, estabilizador de calor e modificador de impacto ACR nas propriedades mecânicas de tubos de PVC altamente preenchidos. Os resultados do teste mostraram que com o aumento da dosagem de carbonato de cálcio, as propriedades de tração do tubo de PVC diminuíram gradualmente e a resistência ao impacto e à flexão aumentaram.
Carbonato de cálcio composto com talco
Li Na et al. preparou compósitos de PVC/carbonato de cálcio/talco pelo processo de mistura por fusão e investigou os efeitos do talco e do carbonato de cálcio nas propriedades mecânicas e de processamento de compósitos de PVC. Os resultados mostraram que a temperatura de amolecimento Vicat dos compósitos de PVC foi a mais alta (78,6°C) quando a proporção de massa composta de carbonato de cálcio para talco foi de 10∶20; a resistência à flexão dos compósitos de PVC foi maior (77,81 MPa) quando a proporção de massa composta de carbonato de cálcio para talco foi de 15∶15; a resistência ao impacto entalhada dos compósitos de PVC foi maior (7,738kJ/m2) quando a proporção de massa composta de carbonato de cálcio para talco foi de 20∶10; e a resistência ao impacto entalhada dos compósitos de PVC foi maior (7,738kJ/m2) quando a proporção de massa composta de carbonato de cálcio para talco foi de 20∶10. 7,738kJ/m2); o maior módulo de flexão (6300MPa) dos compósitos de PVC quando a proporção em massa de carbonato de cálcio para talco foi de 5:25.
Carbonato de cálcio modificado
Yang Dongdong et al. investigaram os efeitos do tipo e teor de carbonato de cálcio nas propriedades de compósitos PVC/CaCO3. Os resultados mostraram que o compósito de carbonato de cálcio modificado por ácido esteárico e agente de acoplamento de titanato teve o melhor efeito na melhoria abrangente do desempenho dos compósitos, e a resistência ao impacto foi aumentada em 15% em comparação com os compósitos com adição de carbonato de cálcio não modificado.
Deng Chuanfu et al. exploraram o efeito do nano-CaCO3 modificado no desempenho abrangente de compósitos de PVC. Os resultados mostraram que, ao introduzir grupos hidroxila excessivos no estágio de modificação úmida do nano carbonato de cálcio, ele ajuda a melhorar o enxerto-revestimento efeito do agente de acoplamento de silano, e os nanoenchimentos com melhor dispersão e processabilidade podem ser obtidos, o que pode efetivamente melhorar o desempenho de estabilidade térmica dos compósitos de PVC, promover a plastificação e alcançar o efeito de reforço e endurecimento dos compósitos.
Sem adição de carbonato de cálcio
Zhang Weifang et al. preparou emulsões de carbonato de nano-cálcio uniformemente dispersas por microemulsificação e, em seguida, sintetizou duas resinas compostas nano-CaCO3/PVC por polimerização in situ. As resinas compostas nano-CaCO3/PVC apresentaram aumento simultâneo na densidade aparente e absorção de plastificante, melhor estabilidade térmica, melhor resistência ao impacto com entalhe e maior alongamento na ruptura, em comparação com as resinas em branco.
Actualmente, o rápido desenvolvimento do carbonato de cálcio especializado nacional, o crescimento óbvio da categoria, mas nesta base para produzir produtos high-end ainda é relativamente pequeno, o aumento do valor acrescentado do produto ainda há algum espaço. O carbonato de cálcio para PVC é um produto para fins especiais relativamente maduro, os resultados da pesquisa têm um certo grau de sistemática, na seleção do carbonato de cálcio, no uso de modificadores, no controle do processo de processamento têm certos resultados, vale a pena desenhar referência e desenvolvimento.