Metalik olmayan mineral dolguların plastik endüstrisinde uygulanması
Metalik olmayan mineral dolgu maddeleri genellikle doğada bulunan ve yapay olarak çıkarılan, işlenen ve geliştirilmiş mukavemet ve çeşitli özelliklere sahip olmak veya maliyetleri azaltmak için kullanılan ve plastiklere eklenen metalik olmayan mineral malzemeleri ifade eder.
Metalik olmayan mineral dolgu maddeleri aşağıdakilere ayrılır: oksit, hidroksit, karbonat, (sülfit), silikat, karbon vb. Oksitler başlıca şunları içerir: silikon dioksit, diyatomlu toprak, alüminyum oksit, titanyum dioksit, demir oksit, çinko oksit, magnezyum oksit, pomza tozu, vb. Hidroksitlerin başlıcaları şunlardır: alüminyum hidroksit, magnezyum hidroksit, bazik magnezyum karbonat vb. Karbonatlar esas olarak kalsiyum karbonat, magnezyum karbonat, dolomit, bazik sodyum alüminyum karbonat ve benzerlerini içerir. (Sülfit) esas olarak baryum sülfat, amonyum sülfat, kalsiyum sülfat, kalsiyum sülfit vb. Silikatlar esas olarak talk, kil, mika, asbest, kalsiyum silikat, montmorillonit, bentonit, cam boncuklar, cam elyafı vb. içerir. Karbon esas olarak karbon siyahı, grafit, karbon içi boş küreler, karbon elyafı vb. içerir. Ayrıca metalik olmayan mineral dolgu maddeleri arasında çinko borat, kalsiyum borat, sodyum borat, baryum metaborat ve potasyum titanat bulunur.
Metalik olmayan mineral dolgu maddelerinin ana modifikasyon teknolojileri şunlardır: yüzey kimyasal modifikasyonu, yüzey fiziksel kaplama, plazma yüzey işleme, faz çözücü işleme, mekanik kimyasal modifikasyon, yüzey aşı modifikasyonu, çökeltme reaksiyon modifikasyonu, yerinde Polimerizasyon teknolojisi.
Fiziksel özellikler ve etkileri
Spesifik yüzey alanı: Spesifik yüzey alanı ne kadar büyük olursa, dolgu maddesi ile reçine arasındaki afinite o kadar iyi olur, ancak dolgu yüzeyini aktive etmek o kadar zor olur ve maliyet o kadar yüksek olur.
Sertlik: Yüksek sertlik, ürünün aşınma direncini artırabilir, ancak işleme ekipmanını aşındırır.
Renk: Çoğu plastik üretimi, Baidu’nun mümkün olduğunca yüksek olmasını gerektirir.
Optik: Tarımsal plastik seralar gibi bazı ürünler, sıcaklığı artırmak için ışık absorpsiyonunu kullanabilir.
Elektrik: Partiküllerin yüzeyindeki yoğuşma veya ezilme, değerlik bağlarının kırılmasına ve yüklenmesine neden olarak, gerçek üretimde kaçınılması gereken düzensiz partikül dağılımına neden olur.
Kimyasal özellikler ve etkiler
Kimyasal bileşim: Ürünün korozyon direncini, reçine yapısını ve kalitatif özelliklerini etkiler. Farklı dolgu türlerinin ürün üzerinde farklı etkileri vardır ve istenilen ürün özelliklerine göre farklı dolgu maddeleri seçilir.
Termokimyasal etki: Yüksek moleküler polimerlerin yanması kolaydır, ancak çoğu inorganik mineral dolgu maddesi, kendi tutarsızlıklarından dolayı yanıcıların kalitesini düşürmek ve temel yanmayı geciktirmek için polimer matrisine eklenir.
Dolgu maddeleri için performans gereksinimleri: yüksek kimyasal kararlılık, iyi ısı direnci, plastik reçinede iyi dağılım ve karıştırma, plastik reçinenin küçük emilimi, yüksek saflık, çözücülerde çözünmez, iyi asit ve alkali direnci ve nem emilimi yok.
Dolgu maddelerinin plastiklerdeki rolü
- Kalsiyum karbonat
Kalsiyum karbonat şu anda plastik endüstrisinde en yaygın kullanılan toz dolgu maddesidir. Düşük fiyatı, beyaz rengi ve iyi işleme performansı nedeniyle ağır kalsiyum karbonat, dolgulu plastiklerin performans gereksinimlerini karşılayabilir ve dozajı büyük ölçüde artırılır.
- talk pudrası
Plastiklerdeki talk tozu, plastiklerin sertliğini ve ısı direncini iyileştirebilir ve plastiklerde film saçılma oranının ışık geçirgenliğini artırabilir ve 7-25μm dalga boyuna sahip kızılötesi ışınlar üzerinde bloke edici bir etkiye sahiptir. Seranın gecesini iyileştirmek için fonksiyonel filmlerde kullanılmıştır. Isı koruma ve mahsullerin büyümesini teşvik edin.
- Kaolin
PVC kablo malzemesindeki Kaolin, kablo kılıfının elektrik yalıtımını önemli ölçüde iyileştirebilir; plastik filmde, kaolin talktan daha iyi kızılötesi engelleme etkisine sahiptir ve tarımsal film modifikasyonu için kullanılır; ayrıca mekanik mukavemetini artırmak için çekirdek Ajan yapmak için polipropilen için kullanılır.
- volastonit
Wollastonit, plastik bir takviye olarak kullanılabilir, plastik ürünlerin aşınma direncini ve boyutsal stabilitesini iyileştirebilir ve organik alev geciktiricilerin alev geciktirici etkisini iyileştirebilir.
- Mika
Mikanın benzersiz pul yapısı, onu plastiklerde tipik bir takviye dolgu maddesi yapar ve bu, esas olarak plastik ürünlerin sertliğini, ısı direncini ve boyutsal stabilitesini geliştirmek için kullanılır. Plastik filmde mika kullanıldığında, saçılan ışık geçirgenliği büyük ölçüde geliştirilebilir, bu da diğer inorganik dolgu maddelerinden daha iyidir.
- Alüminyum Hidroksit ve Magnezyum Hidroksit
Alüminyum hidroksit ve magnezyum hidroksit, plastiklerde doldurma, alev geciktirici ve duman bastırma olmak üzere üç fonksiyona sahiptir; bunlar aynı zamanda kömür madenlerinde kullanılan PVC konveyör bantları için ana katkı maddeleridir ve genellikle epoksi reçine ve doymamış polyester ürünlerle doldurulur. Ajan ekleyerek, miktar %40’tan fazla olabilir.
Çeşitli dolgu maddelerinin plastik özellikler üzerindeki etkisi
| Verim | Kalsiyum silikat | Mika | Talk | Grafit | kuvars |
| Çekme mukavemeti | + | 0 | |||
| Basınç dayanımı | + | + | |||
| Elastik modül | ++ | ++ | + | + | |
| Darbe gücü | – | – | – | – | |
| Termal genleşmeyi azaltın | + | + | + | + | |
| Büzülmeyi azaltın | + | + | + | + | + |
| Termal iletkenlik | + | + | + | + | |
| Termal kararlılık | + | + | + | ||
| İletkenlik | + | ||||
| Elektrik yalıtımı | + | ++ | + | ||
| Isı direnci | + | + | + | + | |
| Kimyasal direnç | + | + | 0 | + | |
| Aşınma direnci | + | + | + | ||
| Ekstrüzyon oranı | + | ||||
| Makineye aşınma | 0 | 0 | – | ||
| Ucuzluk | + | + | + | + | ++ |
(++ yüksek verimlilik, + orta verimlilik, 0 geçersiz, -ters etki anlamına gelir)
| Verim | volastonit | Kil | Kalsiyum karbonat | Karbon siyahı |
| Çekme mukavemeti | + | |||
| Basınç dayanımı | + | |||
| Elastik modülü | + | + | + | |
| Darbe gücü- | – | – | – | – |
| Termal genleşmeyi azaltın | + | + | + | + |
| Büzülmeyi azaltın | + | + | + | + |
| Termal iletkenlik | + | + | ||
| Termal kararlılık | + | |||
| İletkenlik | + | |||
| Elektrik yalıtımı | + | ++ | ||
| Isı direnci | + | + | + | |
| Kimyasal direnç | + | |||
| Aşınma direnci | + | |||
| Ekstrüzyon oranı | + | + | ||
| Makinede aşınma | 0 | 0 | ||
| Ucuz | + | + | + |
(++ yüksek verimlilik, + orta verimlilik, 0 geçersiz, -ters etki anlamına gelir)
Metalik olmayan mineraller eklenmiş plastikler
Dolgu maddelerinin plastiklerdeki rolü
Maliyet azaltma: Maliyetleri azaltmak için plastiklere dolgu maddesi olarak ucuz dolgu maddeleri eklenir. Temsili örnekler, polivinil klorür ve polipropilene büyük miktarlarda kalsiyum karbonat eklenmesini içerir.
Mekanik özellikleri iyileştirin: Polimer reçinelerle karşılaştırıldığında, metalik olmayan mineraller daha yüksek sertliğe ve modüle sahiptir ve aktif yüzeyi polimer zincirleriyle birleştirilebilir, böylece metalik olmayan minerallerin uygun şekilde eklenmesi plastik sertliği, modülü, mukavemeti ve diğerlerini etkili bir şekilde iyileştirebilir. makine performansı.
Geliştirilmiş alev geciktirici performans: metalik olmayan mineraller, iyi termal stabilite, düşük toksisite veya toksik olmama, aşındırıcı gaz olmaması, depolama sırasında oynama olmaması, çökeltilmesi zor, uzun süreli alev geciktirici etki vb. avantajlara sahiptir ve bunlar bol hammadde ve düşük fiyatlara sahiptir. Çok sayıda yanıcı mühendislik plastiğinin alev geciktiriciliği, düşük duman ve düşük toksisite sorunlarını çözmek için hala basit ve etkili bir yöntemdir.
Gelişmiş stabilite: Plastikler çeşitli ortamlarda kullanılır. Metalik olmayan mineral dolgu maddeleri, termal stabilite, elektrik stabilitesi, solvent direnci ve hafif ve termal yaşlanma direnci gibi plastiklerin stabilitesini artırabilir.
İşlev: Çoğu dolgu maddesi eklendikten sonra, plastik ürünler daha önce sahip olmadıkları özel işlevlere sahiptir. Bunun nedeni, dolgu maddesinin kimyasal bileşiminin önemli bir rol oynamasıdır. Örneğin, grafit eklemek plastiğin iletkenliğini ve aşınma direncini artırabilir.
Plastik ürünlerde mineral dolgu maddelerinin kullanımı
| plastik ürünler | Kullanılan dolgu türü | Miktar ekleme (phr) | Efekt |
| polipropilen bant | Kalsiyum karbonat | 10~20 | Arttırın, beyazlatın, yazdırılabilirliği iyileştirin |
| Polipropilen çemberleme | Kalsiyum karbonat | 50~150 | Sürtünme katsayısını artırın ve artırın |
| polietilen film | Kalsiyum karbonat | 40~50 | Artımlı ve çevre dostu |
| polietilen boru | Kalsiyum karbonat | 20~40 | artış |
| Polietilen sarma borusu, oluklu boru | Talk | 20~40 | Sertliği artırın |
| Polipropilen enjeksiyon kalıplı ürünler | Kalsiyum karbonat, talk pudrası | 40~50 | ABS’yi değiştirin, maliyetleri azaltın |
| Polietilen Sera Filmi | Talk, Kaolin | 5~10 | Isı korumasını iyileştirin |
| Polietilen çöp torbası | Kalsiyum karbonat | 40~50 | Yakmayı iyileştirin |
| Polipropilen atıştırmalık tepsisi | Kalsiyum karbonat | 200 | Maliyetleri azaltın ve istikrarı artırın |
| Tampon | Talk | 20~30 | Sertliği koruyun ve darbe direncini artırın |
| Otomobil ve ev aletleri parçaları | Talk | 30~50 | Isı direncini iyileştirin |
| PVC kapı ve pencere profilli malzemeler | Kalsiyum karbonat | 10 | Tokluğu ve şekillendirme işlenebilirliğini iyileştirin |
| PVC boru | Kalsiyum karbonat | 20~60 | maliyetleri azaltmak |
| PVC köpük malzeme | Kalsiyum karbonat | 30~80 | Maliyetleri azaltın ve tekdüzeliği iyileştirin |
| PVC dekoratif tahta | Kalsiyum karbonat | 200 | maliyetleri azaltmak |
| Kablo kılıfı malzemesi | Kalsiyum karbonat | 10~15 | maliyetleri azaltmak |
| PVC suni deri | Kalsiyum karbonat | 10~60 | Artırmak, maliyetleri azaltmak |
| Güç kablosu çekirdek halatı | Kalsiyum karbonat | 180~200 | maliyetleri azaltmak |
| Yüksek yalıtımlı güç kablosu kılıfı malzemesi | Kalsine kaolin | 10~15 | Elektrik yalıtım gücünü artırın |
| Parlak polipropilen | Çökeltilmiş baryum sülfat | 40~50 | Plastik yüzeyin parlaklığını koruyun |
| Halojen içermeyen düşük dumanlı kablo kılıfı malzemesi | Alüminyum hidroksit, magnezyum hidroksit | 150 | Alev geciktirici, duman bastırma |
| Otomobiller için motor fan kanatları vb. | Mika | 40~50 | Isı direncini iyileştirin |
| Klimaların, televizyonların vb. kasaları ve parçaları. | Kalsiyum karbonat, talk pudrası | 40~60 | Maliyetleri azaltın ve boyutsal kararlılığı artırın |
Mineral dolgu maddelerini kullanmanın ana motivasyonu, plastik ürünler için hammadde maliyetini azaltmaktır, bu nedenle fiyat, birincil etkileyen faktördür. İri partikül boyutlu dolgu maddeleri, ince partikül boyutlu dolgu maddelerinden daha ucuz olma eğilimindedir. Tüm plastik ürünler mineral dolgu maddelerinin kullanımına uygun değildir. Şeffaf ürünler gibi bazıları kullanıma uygun değildir; bazıları, kilo alımı ve kötü renklenme gibi mineral dolgu maddelerinin kullanımından kaynaklanan sorunlardan kaynaklanmaktadır.
Metalik olmayan mineral dolgunun partikül boyutu ne kadar küçükse, doğru kullanıldığında dolgulu plastiğin fiziksel ve mekanik özellikleri o kadar iyi olur. Ancak, mevcut teknik seviye ve ekipman koşullarının izin verdiği aralıkta, partikül boyutu çok küçük, ancak kullanımı kolay değil, sadece fiyatı yüksek değil, aynı zamanda kalıplama işleminin akışkanlığını ve mekanik özelliklerini de etkiler. dolgu malzemesi.
Metalik olmayan mineral dolgu maddelerinin işlevselliğine giderek daha fazla önem verilmektedir. Bu nedenle, yeni mineral dolgu çeşitleri geliştirirken, öncelikle plastik malzemelere hangi yeni işlevleri getirebileceğini düşünmeliyiz.
Makale kaynağı: Çin Toz Ağı