超細(xì)重鈣在PVC墻紙中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2021-05-11 來(lái)源：m.bajie124.com

目前, 國(guó)內(nèi)非金屬礦加工企業(yè)在超細(xì)重鈣研磨加工方面已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，，無(wú)論在加工技術(shù)還是在加工設(shè)備方面都已接近工業(yè)化國(guó)家的先進(jìn)水平。但在其應(yīng)用上，尤其是經(jīng)改性后二次產(chǎn)品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)上，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有一些差距。如何利用現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)對(duì)超細(xì)重鈣進(jìn)行二次產(chǎn)品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，使其廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料等多種行業(yè)，已成為研究的重點(diǎn)。
因此，對(duì)多種改性超細(xì)重鈣在PVC 制品中的應(yīng)用進(jìn)行比較研究，并與活性輕鈣填充制品的性能進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，活性超細(xì)重鈣在PVC 制品中可起到增量填充和功能性補(bǔ)強(qiáng)的作用；而采用不同改性材料加工的活性重鈣添加在PVC 制品中，所起的作用也有差異。
1.1 不同碳酸鈣填充量的PVC 對(duì)制品沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的影響

活性超細(xì)重鈣與活性輕鈣由于結(jié)構(gòu)和細(xì)度上的差異, 對(duì)PVC 制品的影響不同。因此，就碳酸鈣添加量對(duì)PVC 制品沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的影響進(jìn)行了比較試驗(yàn)。不同碳酸鈣含量的PVC/CaCO3 體系的沖擊強(qiáng)度變化。對(duì)于活性超細(xì)重鈣(鈦酸酯改性)填充體系，隨著其用量的增加，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度逐漸增大，在其用量為12%時(shí)達(dá)最大值。此后，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度隨碳酸鈣用量的增加而下降。而對(duì)于活性輕鈣填充體系，隨其用量的增加，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度基本呈下降趨勢(shì)。

這說(shuō)明：活性輕鈣僅起著填充或降低成本的作用，而超細(xì)活性重鈣則能有效地提高制品的抗沖擊強(qiáng)度。對(duì)于活性超細(xì)重鈣(鈦酸酯改性)填充體系，在其用量為8%時(shí)拉伸強(qiáng)度有一最大值，此后復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度隨其用量的增加而下降，而當(dāng)其用量達(dá)20%時(shí)，其拉伸強(qiáng)度仍與8%的輕鈣填充體系相當(dāng)。對(duì)于活性輕鈣填充體系，隨其用量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度則逐漸下降。由此可見(jiàn)，超細(xì)重鈣對(duì)復(fù)合體系還有著明顯增強(qiáng)作用，而輕鈣則不具備這種性質(zhì)。
1.2 不同活性超細(xì)重鈣填充硬PVC 制品的效果
對(duì)分別用硬酯酸、鋁酸酯、鈦酸酯、膠質(zhì)改性劑處理的活性超細(xì)重鈣和活性輕鈣在硬質(zhì)PVC 制品中的填充效果，進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試樣配方中各種碳酸鈣的添加量均為15 份，其余配方不變。樣品的測(cè)試結(jié)果從試樣的熱學(xué)、力學(xué)性能對(duì)比可看出，偶聯(lián)劑改性的超細(xì)重鈣的填充效果明顯優(yōu)于硬酯酸改性的超細(xì)重鈣，也優(yōu)于活性輕鈣的填充效果。而偶聯(lián)劑品種對(duì)填充效果的影響則不明顯。這是由于硬酯酸對(duì)超細(xì)重鈣的表面處理僅能起到改善碳酸鈣在高聚物中的分散性，而偶聯(lián)劑則與碳酸鈣表面的羥基作用形成化學(xué)鍵，在碳酸鈣表面覆蓋一層偶聯(lián)劑單分子膜，并且在另一端與PVC 高分子聚合物發(fā)生化學(xué)交聯(lián)或物理纏繞，使碳酸鈣與PVC 能很好地結(jié)合，制品具有很好的彈性和抗沖擊性能。
1.3 不同活性超細(xì)重鈣填充軟PVC 制品的效果
對(duì)不同偶聯(lián)劑改性活性超細(xì)重鈣和活性輕鈣在軟PVC 制品中的填充情況進(jìn)行了試驗(yàn)。從試樣測(cè)試結(jié)果看，以偶聯(lián)劑改性的活性超細(xì)重鈣在軟PVC 制品中的填充效果，明顯優(yōu)于硬酯酸改性的活性輕鈣，制品的拉伸強(qiáng)度、直角撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均提高10%以上。
2.工業(yè)應(yīng)用情況
對(duì)由鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的活性超細(xì)重鈣在異型材生產(chǎn)中的應(yīng)用，進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)。采用活性超細(xì)重鈣應(yīng)用于PVC 異型材生產(chǎn)中，完全可起到增量填充的目的，采用其15 份填充的PVC 異型材制品的性能，仍可達(dá)到原用活性輕鈣8 份填充時(shí)的水平，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，不影響制品加工性能，且制品的某些性能甚至有所提高。剛性粒子增韌理論則認(rèn)為，粒徑達(dá)到一定細(xì)度(1μm 或更細(xì)時(shí))的包括無(wú)機(jī)粒子在內(nèi)的剛性粒子如果使用得當(dāng)，不僅可保持塑料材料原有的剛性與強(qiáng)度不變或基本不變，且可較大幅度地提高填充材料的沖擊強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)、增韌的雙重效果：
①剛性無(wú)機(jī)粒子的存在，產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)，易引發(fā)周?chē)鷺?shù)脂產(chǎn)生微開(kāi)裂，吸收一定的變形功；
②剛性粒子的存在，使基體樹(shù)脂裂紋擴(kuò)展受阻和鈍化，最終終止裂紋不致發(fā)展為破壞性開(kāi)裂；
③隨著填料的超細(xì)化，粒子比表面積增大，填料與基體接觸面積增大，材料受沖擊時(shí)，產(chǎn)生更多的微開(kāi)裂，吸收更多的沖擊能，使材料不致被破壞。上述試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用的結(jié)果，也是對(duì)這一理論的驗(yàn)證。
3.結(jié)論
1.活性超細(xì)重鈣填充于PVC 軟硬制品中的效果，明顯優(yōu)于活性輕鈣，起到了增量和提高制品性能的效果。這是因活性超細(xì)重鈣具有剛性粒子增韌的作用，而活性輕鈣則只能起到普通填充料的作用。
2.經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理的超細(xì)重鈣應(yīng)用于PVC異型材等制品中，能實(shí)現(xiàn)增量填充和補(bǔ)強(qiáng)的作用，填充量達(dá)到15 份時(shí)，制品物理力學(xué)性能仍符合國(guó)標(biāo)要求，且部分性能高于用8 份活性輕鈣填充的制品的性能。
3.利用膠質(zhì)改性劑XJ101 對(duì)超細(xì)重鈣進(jìn)行表面改性處理，所得產(chǎn)品性能優(yōu)于經(jīng)偶聯(lián)劑改性的，但這項(xiàng)研究的工業(yè)化應(yīng)用及作用機(jī)理均需進(jìn)一步探討。

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