Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chế biến canxi cacbonat và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ xử lý bề mặt bột canxi, không chỉ có thể giảm giá thành sản phẩm mà còn cải thiện nhiều tính chất của sản phẩm, cải thiện đáng kể hiệu suất tổng thể của vật liệu và tăng giá trị gia tăng của sản phẩm.
Hiệu ứng sửa đổi chung của GCC
(1) Cải thiện độ cứng của vật liệu composite
Canxi cacbonat có thể cải thiện độ bền uốn, mô đun uốn, độ cứng, khả năng chống mài mòn và các tính chất khác của vật liệu composite. Đối với màng nhựa, độ cứng của vật liệu composite có thể làm tăng đáng kể độ cứng của màng, có lợi cho độ mịn và độ cong của màng.
(2) Cải thiện độ ổn định kích thước của vật liệu composite
Sự cải thiện về độ ổn định kích thước được thể hiện ở việc giảm co ngót, giảm cong vênh, giảm hệ số giãn nở tuyến tính, giảm độ biến dạng, tính đẳng hướng thuận lợi, v.v. Việc điền đầy GCC có thể cải thiện đáng kể độ ổn định kích thước.
(3) Cải thiện khả năng chịu nhiệt của vật liệu composite
Canxi cacbonat có thể cải thiện độ ổn định nhiệt của vật liệu composite vì nó hấp thụ các chất thúc đẩy quá trình phân hủy. Ví dụ, độ ổn định nhiệt của vật liệu composite bột canxi/PBAT cao hơn đáng kể so với PBAT nguyên chất. Một ví dụ khác, việc thêm canxi cacbonat nhẹ vào sản phẩm PVC có thể hấp thụ hydro clorua sinh ra do quá trình phân hủy và cải thiện đáng kể độ ổn định nhiệt trong quá trình xử lý của PVC.
(4) Cải thiện khả năng chống rách của màng
Màng nhựa thông thường có nhược điểm là độ bền dọc cao và độ bền ngang thấp, đặc biệt là màng polyester aliphatic PBS, PLA và PHA. Sau khi thêm bột canxi, tính đẳng hướng của vật liệu composite có thể được tăng lên và khả năng chống rách có thể được cải thiện đáng kể.
Tính chất biến đổi đặc biệt của canxi cacbonat
(1) Ảnh hưởng đến đặc tính kéo và va đập
Không phải tất cả canxi cacbonat đều có thể cải thiện độ bền kéo và độ bền va đập của màng nhựa, những yếu tố này bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt bột canxi và xử lý bề mặt.
Ảnh hưởng của kích thước hạt: Các kích thước hạt canxi cacbonat khác nhau làm biến đổi nhựa theo những cách khác nhau. Xem Bảng 1. Nhìn chung, kích thước hạt dưới 1000 lưới. Nó được sử dụng để biến đổi gia tăng. Kích thước hạt nằm trong khoảng từ 1000 đến 3000 lưới, với lượng bổ sung dưới 10%. Điều này có tác dụng biến đổi nhẹ. Kích thước hạt trên 5000 lưới. Đây là bột canxi chức năng, có tác dụng biến đổi mạnh. Nó có thể cải thiện độ bền kéo và độ bền va đập. Bột canxi ở quy mô nano có kích thước hạt mịn hơn. Tuy nhiên, nó khó phân tán. Nó chỉ có thể phù hợp với hiệu ứng biến đổi của canxi cacbonat 8000 lưới.
| Chất kết dính xử lý kích thước mắt lưới canxi cacbonat nặng (30%) | 2000 | 1250 | 800 | 500 |
| Chỉ số dòng chảy nóng chảy (g/10 phút) | 4.0 | 5.0 | 5.6 | 5.5 |
| Độ bền kéo (MPa) | 19.3 | 18.4 | 18.7 | 18.1 |
| Độ giãn dài khi đứt (%) | 422 | 420 | 341 | 367 |
| Độ bền uốn (MPa) | 28 | 28.6 | 28.2 | 28.4 |
| Mô đun uốn (MPa) | 1287 | 1291 | 1303 | 1294 |
| Cường độ va đập của Izod (J/m) | 113 | 89 | 86 | 78 |
Có thể thấy từ bảng khi kích thước hạt của canxi cacbonat trở nên mịn hơn, độ bền va đập, độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt tăng lên, độ bền uốn và mô đun uốn là như nhau, nhưng tính lưu động giảm.
Nếu xử lý bề mặt tốt, canxi cacbonat có thể giúp ích. Các hạt của nó phải có kích thước phù hợp. Sau đó, nó sẽ cải thiện độ bền kéo và độ bền va đập của vật liệu composite. Trong những năm gần đây, sự phát triển của lý thuyết composite đã có những tiến bộ. CaCO3 đã thay đổi từ chất độn đơn giản thành chất độn chức năng mới. Ví dụ, độ bền va đập có khía của homopolymer PP chứa CaCO3 có thể gấp đôi độ bền va đập của nhựa nền.
(2) Tác dụng khử khói trong quá trình đốt
CaCO3 có tác dụng ngăn khói tuyệt vời. Nguyên lý là nó có thể phản ứng với (bắt giữ) hydro halide trong khói để tạo ra CaCl2 ổn định. Vì vậy, CaCO3 có thể ngăn khói từ các polyme tạo ra hydro halide khi đốt cháy. Chúng bao gồm vinyl clorua, polyethylene clorosulfonat và cao su cloropren. Phản ứng đốt cháy là phản ứng không đồng nhất giữa rắn và khí. Nó chỉ có thể xảy ra trên bề mặt của các hạt rắn. Vì vậy, kích thước của các hạt CaCO3 rất quan trọng đối với hiệu ứng ngăn khói. Chỉ những hạt nhỏ mới có diện tích bề mặt riêng lớn hơn nhiều. Kích thước hạt canxi cacbonat càng mịn thì hiệu ứng ngăn khói càng tốt.
(3) Chất chống dính
Màng hình trụ thổi chứa bột canxi có đặc tính mở tốt và không gây dính khi uốn cong. GCC hoạt động như một tác nhân mở.
(4) Tăng tốc độ dẫn nhiệt
Việc bổ sung canxi cacbonat làm tăng tỷ lệ dẫn nhiệt của màng, do đó làm mát bong bóng màng của màng thổi nhanh hơn, cải thiện hiệu quả sản xuất và tăng sản lượng của máy đùn. Lấy bột canxi nhẹ 25% được thêm vào tấm PVC làm ví dụ, chỉ mất 3,5 giây để làm nóng đến 200 ° C, trong khi một tấm PVC nguyên chất mất 10,8 giây và tỷ lệ dẫn nhiệt tăng tới 3 lần.
(5) Cải thiện tính thanh khoản
GCC có thể cải thiện tính lưu động của hệ thống composite, giảm độ nhớt nóng chảy và mô men xoắn của máy đùn, tăng sản lượng của máy đùn và cải thiện hiệu quả sản xuất. Các loại canxi cacbonat khác nhau có tác dụng khác nhau đến dòng chảy. Thứ tự tính lưu động của các vật liệu composite cụ thể là canxi cacbonat canxi lớn > bột canxi cẩm thạch, bột canxi dolomit > canxi cacbonat canxi nhỏ > canxi cacbonat canxi nhẹ.
(6) Hiệu suất khớp màu
Sử dụng bột canxi có độ trắng cao để thay thế một số chất màu trắng. Nó có thể thay thế titanium dioxide, một chất màu trắng đắt tiền. Bột canxi canxi lớn là lựa chọn tốt nhất. Nó có độ trắng cao và khả năng che phủ tuyệt vời. Canxi cacbonat có thể trở thành chất màu trắng. Nó có một số khả năng che phủ. Khả năng che phủ của sơn là khả năng che phủ bề mặt. Đây là lượng sơn tối thiểu cần thiết để che phủ màu nền. Sử dụng g/m2 có nghĩa là khả năng che phủ của các chất tạo màu khác nhau trong lớp phủ được thể hiện trong Bảng 2:
| Tên sắc tố | Công suất ẩn (g/cm2) |
| Màu đỏ đối âm (tông sáng) | 18.1-16.3 |
| Màu đỏ đối lập (tông màu tối) | 17.1-15.0 |
| Hồ đỏ C | 23.8-18.8 |
| Lisol Đỏ (Hồ Bà) | 33.7-21.7 |
| Lisol đỏ (Hồ Cà) | 49.0-33.7 |
| Lisol đỏ hồng ngọc | 33.9 |
| hồ sắc tố đỏ tươi | 88.5 |
| Rhodamine Y (kết tủa vonfram) | 25.1 |
| Rhodamine B (kết tủa phosphotungstate) | 16.1 |
| Toluidine màu hạt dẻ | 34.8-34.7 |
| Ngày nhạt màu đỏ BL | 12.4 |
| titan dioxit (loại rutile, loại anatase) | 18.4 19.5 |
| Kẽm trắng (kẽm oxit) | 24.8 |
| Bari sunfat | 30.6 |
| Canxi cacbonat | 31.4 |
| Hansa Vàng G | 54.9 |
| Hansa Vàng 10G | 58.8 |
| Màu cam vĩnh cửu | 29.6 |
| Khoáng vật hữu cơ | 5.4 |
| Tỷ lệ sắc tố B | 2.7 |
| Malachite xanh (kết tủa photphotungstate) | 7.7 |
| Con công màu xanh | 68.5 |
| Methyl tím (kết tủa photphotungstate) | 7.6 |
| Metyl tím (kết tủa tannin) | 4.9 |
| Ánh sáng ban ngày nhanh màu tím | 10.2 |
| Phthalocyanine màu xanh | 4.5 |
| Kẽm bari trắng | 23.6 |
| Chì trắng (chì sunfat cơ bản) | 26.9 |
| Antimon trioxit | 22.7 |
| Bột talc | 32.2 |
Khả năng che phủ của vật liệu có liên quan đến chiết suất. Chỉ số khúc xạ càng cao thì khả năng che phủ càng lớn và màu trắng càng cao. Chiết suất của các loại vật liệu màu trắng khác nhau được thể hiện trong Bảng 3.
| Chất liệu trắng | Số chỉ số chất màu | Chỉ số khúc xạ |
| Titan dioxit (loại rutil) | Sắc tố trắng 6 | 2.70 |
| Titanium dioxide (loại anatase) | Sắc tố trắng 6 | 2.55 |
| zirconia | Sắc tố trắng 12 | 2.40 |
| kẽm sunfua | Sắc tố trắng 7 | 2.37 |
| Antimon trioxit | Sắc tố trắng 11 | 2.19 |
| oxit kẽm | Sắc tố trắng 4 | 2.00 |
| Lithopone (kẽm bari trắng) | Sắc tố trắng 21 | 2.10 |
| Bari sunfat | Sắc tố trắng 18 | 1.64 |
| Canxi cacbonat | Sắc tố trắng 27 | 1.58 |
| Bột talc | — | 1.54 |
Tác động đến màu sắc
Tác dụng lên màu: Màu sắc tự nhiên của canxi cacbonat là màu trắng, ảnh hưởng đến việc phối màu sáng, không thể phối màu sáng; nó cũng có tác động đến việc kết hợp với màu đen và nó không thể kết hợp đặc biệt với màu đen.
Hiệu ứng ánh sáng màu: Ngoài màu trắng, canxi cacbonat thường có các ánh sáng màu khác nhau, ảnh hưởng đến độ tinh khiết của màu. Ánh sáng màu là màu ngẫu nhiên khác với màu chính của vật thể. Ánh sáng màu ở hai đầu của đường kính bánh xe màu có tính bổ sung. Ví dụ, màu bổ sung của màu xanh là màu vàng. Khi trộn lẫn, có thể thu được ánh sáng trắng, đây là một cách hiệu quả để loại bỏ ánh sáng màu.
Tác động của canxi cacbonat ở các vùng khác nhau
Trong canxi cacbonat nặng, canxi cacbonat từ các nguồn gốc khác nhau phát ra các màu nền khác nhau. Ví dụ, canxi cacbonat Tứ Xuyên có nền màu xanh lam, canxi cacbonat Quảng Tây có nền màu đỏ và canxi cacbonat Giang Tây có nền màu xanh lam. Trong cách phối màu cụ thể, ánh sáng màu của canxi cacbonat phải phù hợp với màu màu chính. Ví dụ, canxi cacbonat với ánh sáng màu xanh lam sẽ loại bỏ khả năng tạo màu của sắc tố màu vàng. Canxi cacbonat có màu xanh cũng thường được sử dụng để khử màu vàng của sản phẩm.
Cải thiện độ loạn thị của sản phẩm nhựa: Việc bổ sung canxi cacbonat không làm tăng độ bóng của sản phẩm nhựa mà có tác dụng làm mờ làm giảm độ bóng.
(7) Tăng khả năng thở
Màng nhựa chứa bột canxi khi kéo căng sẽ tạo ra các lỗ nhỏ li ti trên màng, chỉ có thể đi qua hơi nước chứ không thể đi qua nước lỏng. Do đó, có thể sử dụng để sản xuất các sản phẩm nhựa thoáng khí. Ví dụ, màng thoáng khí thông thường được làm bằng đồng và một lượng lớn canxi cacbonat. Làm bằng đệm và kéo căng màng. Nói chung, chỉ có thể chọn canxi cacbonat 3000 lưới cho bột canxi để sản xuất màng thoáng khí và phân bố kích thước hạt phải hẹp.
(8) Thúc đẩy hiệu suất phân hủy sản phẩm
Sau khi túi nhựa polyethylene chứa canxi cacbonat được chôn dưới đất, canxi cacbonat có thể phản ứng với carbon dioxide và nước tạo thành Ca(HCO3)2 có thể hòa tan trong nước và rời khỏi màng, để lại những lỗ li ti trên màng, làm tăng nguy cơ của màng nhựa và Khu vực không khí xung quanh tiếp xúc với vi sinh vật, từ đó thúc đẩy quá trình phân hủy sản phẩm.
(9) Đóng vai trò hạt nhân
Nano-CaCO3 có tác dụng kích thích quá trình tạo mầm kết tinh của polypropylen, có thể làm tăng hàm lượng tinh thể beta, từ đó cải thiện độ bền va đập của polypropylen.
(10) Giảm khả năng hút nước của nhựa PA
Độ hấp thụ nước của vật liệu composite bột PA/canxi thấp hơn nhựa nguyên chất PA. Ví dụ, nếu PA6 được đổ đầy bột canxi 25%, tỷ lệ hấp thụ nước của vật liệu composite sẽ giảm 56%.
(11) Cải thiện tính chất bề mặt
Canxi cacbonat có thể làm tăng sức căng bề mặt của vật liệu composite và có đặc tính hấp phụ tuyệt vời để cải thiện lớp mạ của vật liệu composite, lớp phủ và tính chất in ấn.
(12) Tác dụng của bột canxi đối với bọt
Bột canxi có ảnh hưởng đến hiệu suất tạo bọt của vật liệu nhựa hay không rất phức tạp và phụ thuộc vào kích thước và lượng bổ sung. Khi kích thước hạt canxi cacbonat phù hợp với chất tạo bọt, nó có thể hoạt động như một chất tạo hạt và đóng vai trò tích cực trong việc tạo bọt. Kích thước phù hợp cụ thể là nhỏ hơn 5 μm và lớn hơn kích thước không kết tụ.