Những lợi ích của việc sử dụng chất độn bari sunfat tuyệt vời trong quá trình cải tiến nylon là gì?
Bari sunfat, còn được gọi là barit, là một hợp chất vô cơ không màu, không mùi, không độc hại với công thức hóa học BaSO4. Nó được biết đến với mật độ cao, độ trắng cao, độ ổn định hóa học tốt và khả năng chống axit và kiềm, và không tan trong nước và hầu hết các loại axit. Những đặc điểm này làm cho bari sunfat được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực biến tính nhựa, đặc biệt là trong biến tính nylon (PA), nơi bari sunfat cho thấy những lợi thế độc đáo.
Nylon, là một vật liệu polyme có các đặc tính cơ học tuyệt vời, khả năng chống mài mòn, chống axit và kiềm và tự bôi trơn, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Tuy nhiên, những nhược điểm của nylon như khả năng hấp thụ nước cao và độ ổn định kích thước kém hạn chế phạm vi ứng dụng của nó. Do đó, việc biến tính nylon để cải thiện hiệu suất của nó là đặc biệt quan trọng. Là một chất độn trung tính, bari sunfat đóng nhiều vai trò trong quá trình biến tính nylon, chẳng hạn như tăng cường, làm cứng và cải thiện độ bóng.
Hiệu ứng gia cường
Là một chất độn vô cơ, việc bổ sung bari sunfat có thể cải thiện đáng kể độ cứng (mô đun) và độ cứng của nylon, phù hợp với các bộ phận công nghiệp đòi hỏi mô đun cao (như bánh răng và ổ trục). Các kết quả thử nghiệm có liên quan cho thấy khi tăng hàm lượng nano-bari sunfat, mô đun uốn và mô đun kéo của nylon được cải thiện. Đặc biệt, khi phần khối lượng của nano-bari sunfat đạt một giá trị nhất định (như 3%), các tính chất cơ học của nylon đạt tốt nhất. Hiệu ứng gia cường này chủ yếu là do độ cứng của bari sunfat và liên kết giao diện tốt của nó với ma trận nylon.
Độ ổn định kích thước: giảm độ co ngót và cong vênh của nylon trong quá trình gia công hoặc sử dụng, đồng thời cải thiện độ chính xác về kích thước.
Nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT): bằng cách hạn chế chuyển động của các chuỗi polyme, cải thiện độ ổn định nhiệt của vật liệu và mở rộng ứng dụng của nylon trong môi trường nhiệt độ cao (như các bộ phận động cơ ô tô).
Hiệu ứng làm cứng
Ngoài hiệu ứng gia cường, bari sunfat cũng có thể có hiệu ứng làm cứng đối với nylon. Sự tương tác giữa các hạt nano-bari sunfat và ma trận nylon tạo thành lớp chuyển tiếp đàn hồi, có thể truyền và làm giãn ứng suất trên giao diện một cách hiệu quả, do đó hấp thụ và phân tán năng lượng tác động bên ngoài và cải thiện độ dẻo dai của vật liệu. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khi hàm lượng bari sunfat tăng đến một mức độ nhất định, hiệu suất của vật liệu sẽ giảm do xảy ra hiện tượng kết tụ.
Độ bóng được cải thiện
Bari sunfat có khả năng phản xạ ánh sáng mạnh trong phạm vi bước sóng cực tím và hồng ngoại, cho phép nó thể hiện độ sáng cao trong các công thức tạo màu nhựa. Khi bari sunfat có kích thước hạt thích hợp được chọn để lấp đầy nylon, độ bóng bề mặt của các sản phẩm được xử lý có thể được cải thiện đáng kể. Ngoài ra, chiết suất của bari sunfat tương tự như các polyme như nylon, do đó nó có thể giữ được độ sáng và màu sắc của sắc tố tạo màu.
Ứng dụng thực tế
Trong các ứng dụng thực tế, bari sunfat thường được phân tán đồng đều vào ma trận nylon dưới dạng nanomet bằng cách pha trộn nóng chảy. Phương pháp này sử dụng hiệu ứng kích thước, diện tích bề mặt riêng lớn và lực giao diện mạnh của nano-bari sunfat, kết hợp hoàn hảo độ cứng, độ ổn định kích thước và độ ổn định nhiệt của bari sunfat với độ dai, khả năng gia công và các đặc tính điện môi của nylon, do đó đạt được hiệu suất toàn diện tuyệt vời.
Bari sunfat đã cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ bền, độ dai và độ bóng trong quá trình biến tính nylon. Bằng cách kiểm soát hợp lý hàm lượng và phân bố kích thước hạt của bari sunfat, có thể tối ưu hóa các đặc tính cơ học của nylon, cải thiện độ bền và tính thẩm mỹ của sản phẩm, cân bằng hiệu suất và chi phí, tối ưu hóa thiết kế công thức cho các tình huống cụ thể và do đó mở rộng phạm vi ứng dụng của nylon.