碳酸鈣粉體表面改性與母料加工

碳酸鈣粉體表面改性與母料加工李寶智、李博碳酸鈣粉體表面改性與母料加工李寶智、李博(包頭市瑞智粉體改性技術(shù)，014010)摘要：Cac仉粉體的表面改性和母料加工是其探加工的重要部分。本文主要介紹了超細(xì)cacq及納米CaCO，的干法表面改性、母料加工及應(yīng)用效果。通過(guò)表面改性可以提高CacO，粉體的分散效果和與樹(shù)脂的交聯(lián)性，將其加工戚母料，可以更好的改善CaCO，超細(xì)粉廈納米cⅡc嘎的團(tuán)聚間題?？山鉀Q塑料制品加工中混料的均勻性及下料的離析現(xiàn)象，提高制品的稱(chēng)定性，減少了清洗設(shè)備的用料量．改善了生產(chǎn)環(huán)境．增加了在塑料制品中的填加量，提高了產(chǎn)品的附加值。關(guān)鍵詞：碳酸鈣∞c0J；粉體；表面改性；母料碳酸鈣粉體分為重質(zhì)碳酸鈣(CCC)和輕質(zhì)碳酸鈣口CC)．是塑料工業(yè)使用數(shù)量最大、應(yīng)用面最廣的粉體填料。我國(guó)現(xiàn)塑料制品的年產(chǎn)量己超過(guò)3000萬(wàn)噸，以塑料用非金屬粉體填料數(shù)量占塑料制品總量的lO％計(jì)算．按碳酸鈣粉體占各種粉體填料總量的70％以上，由此我國(guó)塑料工業(yè)每年使用的各種規(guī)格的碳酸鈣粉體至少要在210萬(wàn)噸以上，目前估算使用量應(yīng)在250萬(wàn)噸以上，到2015年將上升到500萬(wàn)噸。隨著合成樹(shù)脂價(jià)格的不斷上漲，特別是2004年以來(lái)合成樹(shù)脂價(jià)格的不斷暴漲，其市場(chǎng)價(jià)格己上升50％一100％之多，大部分合成樹(shù)脂價(jià)格己高出萬(wàn)元以上。由此眾多的塑料加工企業(yè)的目光不約而同地落到廉價(jià)的碳酸鈣粉體材料上面，由于碳酸鈣耪體的原料來(lái)源廣、價(jià)格低廉、無(wú)毒性、使用方便、副作用少等優(yōu)點(diǎn)，因而成為了塑料加工行業(yè)首選的增量材料，也為碳酸鈣行業(yè)帶來(lái)了巨大商機(jī)。對(duì)于塑料加工行業(yè)來(lái)說(shuō)，每多使用1％的碳酸鈣粉體材料．就等于降低了100元左右的原材料成本，而100元的差價(jià)往往會(huì)成為盈虧的分界線(xiàn)，會(huì)成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的分水嶺。Cac0，粉體可做為填充材料加入到塑料制品中，但其填充量不能過(guò)大，這主要是由于CacO，粉體與有機(jī)高分子材料基質(zhì)的界面性質(zhì)不同，使兩者的親合性差，造成CacO，粉體在有機(jī)高分子材料中的分散、交聯(lián)及功能性差等問(wèn)題的出現(xiàn)．從而導(dǎo)致其填充量不能過(guò)大，產(chǎn)品的力學(xué)性能有所下降。為了改變這些狀況，向功能型要求發(fā)展．就應(yīng)對(duì)CaCO，粉體進(jìn)行表面改性。改變其粉體的表面性質(zhì)，改善與有機(jī)高分子材料的交聯(lián)性。提高其分散性，增強(qiáng)塑料制品的物理機(jī)械性能，增加添加量，降低成本，提高產(chǎn)品的附加值。在塑料制品加工行業(yè)所用的有機(jī)高分子材料中，除聚氯乙烯樹(shù)脂以外，大多數(shù)合成樹(shù)脂的原料均是幾毫米的顆粒料，而超微細(xì)的CaCO，粉體只有幾十納米到幾十微米，兩種物料的體積差別及大，密度相差也十分懸殊，很難與合成樹(shù)脂混合均勻。而且擠出機(jī)和注塑機(jī)對(duì)物料是沿軸向方向的混合均勻性很有限，加之加工設(shè)備的震動(dòng)，樹(shù)脂的上浮等造成料斗下料時(shí)組分不均勻，函而產(chǎn)生離析現(xiàn)象。由此將造成成型的塑料制品中組分不均勻，這不僅使材料的性能得不到保證，而且由于物料組份的波動(dòng)，很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加工成型。而采用母料法可得到組份均一的成型制品．也可實(shí)現(xiàn)加工成型制品的穩(wěn)定性。并且還可彌補(bǔ)表面改性時(shí)末能完全解決的分散問(wèn)題，使其在塑料制品的應(yīng)用中可以很好的起到功能性的效果。1 碳酸鈣粉體表面改性caC0，粉體的表面改性技術(shù)是與應(yīng)用技術(shù)密切相關(guān)的技術(shù)，與其母料加工的技術(shù)是緊密相關(guān)的。從應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)CaCO，耪體表面改性是具有很強(qiáng)的針對(duì)性，因此，表面改性劑的選擇、改性工藝的確定、設(shè)備的選型等都是改性工藝中十分重要的環(huán)節(jié)。1．1袁面改性荊的選擇由于caC鎢粉體的表面改性具有很強(qiáng)的針對(duì)性，因此對(duì)不同的和處理的對(duì)向選擇合適的表面改性劑是致關(guān)重要的。對(duì)不同的高分子材料，不同的應(yīng)用行業(yè)應(yīng)選擇不同類(lèi)型的表面改性劑。一10一目前國(guó)內(nèi)的表面改性劑種類(lèi)比較多．如硅烷類(lèi)、鈦酸酯類(lèi)、鋁酸酯類(lèi)、表面活性劑類(lèi)等。硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑是一類(lèi)分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)官能團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物。在對(duì)粉體進(jìn)行目前國(guó)內(nèi)的表面改性劑種類(lèi)比較多．如硅烷類(lèi)、鈦酸酯類(lèi)、鋁酸酯類(lèi)、表面活性劑類(lèi)等。硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑是一類(lèi)分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)官能團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物。在對(duì)粉體進(jìn)行表面改性時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑分子中的硅氧基首先應(yīng)水解形成反應(yīng)活潑的硅醇基。然后與粉體表面的羥基反應(yīng)，形成氫鍵，加熱后，縮合成共價(jià)鍵，達(dá)到表面改性的目的。一般硅烷偶聯(lián)劑主要用于硅酸鹽類(lèi)礦物粉體的表面改性效果較好，而用于碳酸鹽粉體的效果不理想，所以cac0，粉體的表面改性一般不用硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑。鈦酸酯偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)可劃分為6個(gè)功能區(qū)，每個(gè)功能區(qū)均有各自的特點(diǎn)。了解了其特點(diǎn)后．就可以根據(jù)待處理粉體的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，來(lái)靈活的選擇能滿(mǎn)足各種要求的鈦酸酯偶聯(lián)劑。鈦酸酯偶聯(lián)劑分為：?jiǎn)瓮檠趸汀瓮檠趸沽姿狨セ?、螫合基型、配位基型。大部分鈦酸酯偶?lián)劑是易與酯類(lèi)發(fā)生交換反應(yīng)的，若配方中有硬酯酸、聚酯、酯類(lèi)增塑劑、穩(wěn)定劑等含酯類(lèi)助劑時(shí)，都會(huì)造成質(zhì)子被奪取，將使其效果大大降低，所以在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的反應(yīng)機(jī)理認(rèn)真的考慮其加入的方法。鈦酸酯偶聯(lián)劑的稀釋劑應(yīng)選用對(duì)鈦酸酯是惰性的物質(zhì)，但使用有機(jī)溶劑時(shí)必須待溶劑揮發(fā)、物料干燥后才使用。鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑以前是因易水解很少使用，近年來(lái)生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑采取了部分滿(mǎn)足中心鋁原子配位數(shù)的特殊結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大的提高。鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑色淺，有較高的熱穩(wěn)定協(xié)調(diào)效應(yīng)和潤(rùn)滑增塑的作用，適用范圍也較廣。其作用基本與單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑相同。硬脂酸(十八酸、十八碳酸、十八烷酸)分子式：C-B}IgOz，結(jié)構(gòu)式：cH3(cH016cOOH，熔點(diǎn)：69、6℃左右，相對(duì)密度：0、9408(20℃)，O、83909(80℃)，閃點(diǎn)：196℃，白燃溫度：743℃，折射率：l、4299。硬脂酸是CacO，粉體的表面改性中最常用的表面處理劑，其性能具有分散和潤(rùn)滑的作用。主要以外潤(rùn)滑為主。由于硬脂酸在液態(tài)時(shí)常以雙分子締合體形式存在，故其極性比硬脂醇小得多，相容性也較差，在雙分子締合物沒(méi)有解離之前只能起外潤(rùn)滑劑作用，只有在高溫和外力作用下。雙分子締合物解離之后，才能起到一定的內(nèi)潤(rùn)滑的作用，內(nèi)潤(rùn)滑指數(shù)一般在60左右。用量過(guò)大制品易噴霜，并影響透明性，為了防止延遲PVC的凝膠化速度，最好與硬脂酸正丁脂等內(nèi)部潤(rùn)滑劑并用。其它種類(lèi)的表面改性劑也比較多。由于cacO，耪體的表面改性主要是解決：一是cac0，的分散問(wèn)題；二是其粉體與有機(jī)高分子材料產(chǎn)生界面結(jié)合的問(wèn)題；三是其粉體表面改性后的功能化及專(zhuān)用化的問(wèn)題。所以在選擇表面改性劑時(shí)應(yīng)綜合考慮以上幾點(diǎn)。并要根據(jù)表面改性劑的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及它與碳酸鈣粉體的作用機(jī)理。同時(shí)還應(yīng)考慮下游有機(jī)高分子制品的基料性質(zhì)、主體配方、工藝技術(shù)要求及CacO，的物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)表面改性劑進(jìn)行正確的和有針對(duì)性的選擇。一般Cac0，的粉體表面改性大多選用鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑，并復(fù)配其它表面活性劑、分散劑及潤(rùn)滑劑等進(jìn)行表面改性。而硅烷偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鹽類(lèi)粉體的表面改性效果不如鈦酸酯偶聯(lián)劑的改性效果好。在選擇表面改性劑時(shí)，并不需要僅僅只用偶聯(lián)劑來(lái)進(jìn)行表面改性，而要根據(jù)CaC0，耪體的表面性質(zhì)和有機(jī)高分子制品的基料性質(zhì)、主體配方及加工工藝的技術(shù)要求等，加人一定量的其它助改性劑和助劑等配合偶聯(lián)劑進(jìn)行更有效的表面改性，使改性CaCO，粉體產(chǎn)品的性能和質(zhì)量達(dá)到更高的要求，也使產(chǎn)品的成本更低。1．2袁面改性工藝的確定CaC0，粉體的表面改性工藝應(yīng)根據(jù)所選用的表面改性劑、助改性劑及助劑與碳酸鈣粉體反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行確定。首先要對(duì)cac03粉體進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱，排除吸附水；其二將粉體加熱到100℃一110℃時(shí)，以霧化法或滴加法加入表面改性劑，如使用兩種以上表面改性劑時(shí)，最好分開(kāi)加人；其三要在動(dòng)態(tài)的狀況下保持一定的溫度和時(shí)間，因?yàn)椴煌姆磻?yīng)時(shí)間對(duì)其反應(yīng)效果是不同的(如表1)。}＼：寰1用偶聯(lián)劑改性反應(yīng)時(shí)間與表面活化度的關(guān)系一分鐘 二分鐘 三分鐘 五分鐘I話(huà)化度(％)83690_3蛙3986經(jīng)偶聯(lián)劑改性的CaCO，粉體，都會(huì)產(chǎn)生少部分的假結(jié)硬顆粒料，這會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)一定的影響，所以一定要進(jìn)行有效的分級(jí)，只有這樣才能完全保證產(chǎn)品的質(zhì)量。表面改性工藝如圖1。CaC03粉體——卜動(dòng)態(tài)加熱——’表面改性——+分級(jí)——◆改性caC03經(jīng)偶聯(lián)劑改性的CaCO，粉體，都會(huì)產(chǎn)生少部分的假結(jié)硬顆粒料，這會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)一定的影響，所以一定要進(jìn)行有效的分級(jí)，只有這樣才能完全保證產(chǎn)品的質(zhì)量。表面改性工藝如圖1。CaC03粉體——卜動(dòng)態(tài)加熱——’表面改性——+分級(jí)——◆改性caC03助改性劑————j t——一表面改性劑圖1表面改性工藝囝1．3表面改性設(shè)備的選擇CaC0，粉體表面改性設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)表面改性的機(jī)理及所確定的加工工藝為基準(zhǔn)，選擇和配套無(wú)污染的表面改性設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)的表面改性設(shè)備比較多，但有些表面改性設(shè)備沒(méi)有遵循表面改性的反應(yīng)機(jī)理及工藝要求等制造的，造成粉體表面改性的效果不好，由此要對(duì)購(gòu)置的改性設(shè)備進(jìn)行改造和配套后才能達(dá)到很好的效果。所以表面改性設(shè)備的選擇是搞好粉體表面改性工作最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)caco，粉體表面改性的機(jī)理及工藝等，在選擇表面改性設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：①、表面改性設(shè)備能將粉體加熱到120℃，并能在90℃一120℃之間保溫。加熱和保溫時(shí)間能夠自動(dòng)控制。②、要有排氣裝置，可將表面改性時(shí)需排出的水分以蒸汽方式排出。③、cacO，粉體在表面改性時(shí)應(yīng)處在高速動(dòng)態(tài)的狀況下。④、表面改性設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足表面改性劑分開(kāi)加人的問(wèn)題。⑤、為解決cacO，粉體在表面改性過(guò)程中產(chǎn)生的假團(tuán)聚體和硬團(tuán)聚體，一定要進(jìn)行有效的分級(jí)，應(yīng)用專(zhuān)用的分級(jí)設(shè)備進(jìn)行配套。另外．粉體表面改性設(shè)備的生產(chǎn)廠(chǎng)家也應(yīng)以粉體表面改性的機(jī)理和工藝要求為依據(jù)，合理的設(shè)計(jì)和改造出理想的粉體表面改性設(shè)備。近年來(lái)部分非金屬粉體表面改性設(shè)備沒(méi)有完全遵循表面改性反應(yīng)機(jī)理及工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，特別是在表面改性的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間不夠時(shí)，就以增加表面改性劑的用量來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)；其次是表面改性劑不能分加；三是沒(méi)有排氣裝置，吸附水無(wú)法很好的排出；四是經(jīng)表面改性后的粉體投有進(jìn)行有效的分級(jí)，對(duì)改性后的產(chǎn)品有明顯的影響。由此我們?cè)谶x擇表面改性設(shè)備時(shí)，一定要認(rèn)真的考慮CaC鴿粉體表面改性的機(jī)理和工藝，并要以此為依據(jù)，合理的選擇和配套表面改性生產(chǎn)線(xiàn)。1．4納米碳酸鈣粉體的表面改性近年來(lái)，隨著納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米CacO，粉體的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但是，由于納米Cacq粒子的細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，產(chǎn)生了與普通caCO，粉體所不具有的量子尺寸效、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀(guān)量子效應(yīng)。并且其比表面積和表面能很大，熱力學(xué)的非穩(wěn)定狀態(tài)使得粒子問(wèn)的聚集趨勢(shì)顯署，導(dǎo)至顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象極為嚴(yán)重，這就大大限制了其應(yīng)用的范圍。為了解決納米cac03耪體的分散問(wèn)題，使其能得以持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)揮作用，首先應(yīng)對(duì)納米CacO，粉體進(jìn)行表面改性，降低其表面能，由親水轉(zhuǎn)化為親油，減少團(tuán)聚現(xiàn)象，改善納米CaCo，粉體與樹(shù)脂的交聯(lián)性。目前國(guó)內(nèi)納米CaC03粉體表面改性工業(yè)化生產(chǎn)的效果不是特別理想。納米CaC0，粉體一般都采用濕法進(jìn)行表面改性．但其成本高，干燥后還有團(tuán)聚體。在高分子制品中應(yīng)用并不十分理想。末經(jīng)濕法進(jìn)行表面改性的納米c8CO，粉體，經(jīng)干燥和打散后，團(tuán)聚體也比較嚴(yán)重，但這種團(tuán)聚體是物理團(tuán)聚體，可以用高速氣流法對(duì)納米CaCO，粉體進(jìn)行打散和表面改性。也可以用振動(dòng)研磨法對(duì)其進(jìn)行打散和表面改性。其效果比較明顯，但還是不能徹底解決分散的問(wèn)題。如將其在加工成母料后．在塑料制品中應(yīng)用、其效果還會(huì)有所提高。2碳酸鈣粉體母料的加工殛在塑料制品中的應(yīng)用效果在塑料加工行業(yè)所用的樹(shù)脂中．除聚氯乙烯樹(shù)脂以外的多數(shù)塑料制品的原料，都是幾毫米的顆粒料，而超細(xì)的改性cac03粉體只有幾微米至幾十納米，兩者的體積差別及大，密度相差也十分懸殊很難混合均勻。而且擠出機(jī)和注塑機(jī)對(duì)物料是沿軸向方向的混合均勻性很有限，加之加工設(shè)備的震動(dòng)，樹(shù)脂顆粒料的上浮等，造成料斗下料時(shí)組分不均勻．產(chǎn)生離析現(xiàn)象。另外粉體顆粒很小時(shí)(如納米caC鷗粉體)，其比表面積很一12—太、表面能高使顆粒問(wèn)的吸引力增大，這不僅使材料性能得不到保證，而且由于物料組份的波動(dòng)．很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加工成型。而采用母料法基本可得到組份均一的成型制品，也可實(shí)現(xiàn)加工成型制品的穩(wěn)定性。并且還可彌補(bǔ)表面改性時(shí)末能完全解決的分散問(wèn)題，使其在塑料制品的應(yīng)用中可以很好的起到功能性的效果。太、表面能高使顆粒問(wèn)的吸引力增大，這不僅使材料性能得不到保證，而且由于物料組份的波動(dòng)．很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加工成型。而采用母料法基本可得到組份均一的成型制品，也可實(shí)現(xiàn)加工成型制品的穩(wěn)定性。并且還可彌補(bǔ)表面改性時(shí)末能完全解決的分散問(wèn)題，使其在塑料制品的應(yīng)用中可以很好的起到功能性的效果。當(dāng)今CaCO，粉體母料己作為一種新型的塑料制品的加工助劑，其主要特點(diǎn)是：可以簡(jiǎn)化塑料制品生產(chǎn)工藝的過(guò)程。原料混合方便、均勻，提高了生產(chǎn)效率及制品的性能指標(biāo)，減少了粉塵飛揚(yáng)及對(duì)設(shè)備的磨損，降低了制品在換料時(shí)清洗螺桿的用料量，延長(zhǎng)了原料儲(chǔ)存的保質(zhì)期等。CacO，粉體母料(caC0，粉體填充母料)，就是將所要填加的改性CaC仉粉體與適當(dāng)比例的載體樹(shù)脂混合、混煉、塑化、造粒，制成與塑料制品的基體樹(shù)脂體積相近的顆粒料。此類(lèi)母料是由Cac0，粉體、助劑和載體樹(shù)脂三大部分組成。2．1栽體樹(shù)脂的選擇載體樹(shù)脂也稱(chēng)增混層，是由具有一定雙鍵的共聚物或相容劑組成，是caC03粉體母料的基體，其作用是對(duì)CacO，粉體起包覆、粘結(jié)作用，對(duì)其母料的強(qiáng)度起決定性的作用。目的是與要填充的樹(shù)脂能更好的結(jié)合。載體樹(shù)脂選用的原則為：載體樹(shù)脂首先應(yīng)與基體樹(shù)脂相同或結(jié)構(gòu)相似，這樣相容性好，分散性好；其次載體樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率應(yīng)高于基體樹(shù)脂的流動(dòng)速率值，其三要考慮載體樹(shù)脂的價(jià)格。由于CaC島粉體母料主要應(yīng)用于聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴塑料制品加工中。因而可供選擇的載體樹(shù)脂主要有LDPE、HDPE、UDPE、PP、Ps、EVA、CPE等。但HDPE、PP、Ps、單獨(dú)用作載體樹(shù)脂生產(chǎn)的CaC03粉體母料，料條較脆，不易切粒(所切粒子易碎)。UDPE、熔體流動(dòng)速率低，所制母料不宜均勻分散。在CaCO，粉體母料生產(chǎn)中多采用復(fù)合載體樹(shù)脂LDPE，LLDPE、LDPEmDPE、LDP肼P等，這不僅加工性能好．操作容易，顆粒也比較整齊，母料流動(dòng)性合適。選用載體樹(shù)脂應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①、體樹(shù)脂應(yīng)選用與主體樹(shù)脂相同或結(jié)構(gòu)相似的．以利于與主體樹(shù)脂相容性好，而且不影響制品的力學(xué)性能。 ②、載體樹(shù)脂應(yīng)有較高的流動(dòng)速率，其流動(dòng)速率應(yīng)高于基體樹(shù)脂的流動(dòng)速率。③、載體樹(shù)脂最好有與碳酸鈣粉體或分散劑相互作用的結(jié)構(gòu)因素，以利于提高它們之間的結(jié)合。在配方設(shè)計(jì)中載體樹(shù)脂的用量一般為lO％一30％。為降低成本也有用10％以下的載體樹(shù)脂。2．2母料的加工工藝根據(jù)下游塑料制品所用的樹(shù)脂及技術(shù)指標(biāo)的要求，選擇有真對(duì)性的表面改性劑對(duì)cac0，料體進(jìn)行表面改性，同時(shí)選擇合適的載樹(shù)脂及助劑。一般均采用直接加人法進(jìn)行混配料，將改性CacO，粉體、載體樹(shù)脂、助劑按順序和加人的條件分別加入到高速混合機(jī)中，在一定的溫度條件下進(jìn)行混合，使各組分充分混合分散均勻。送人單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合、塑化、混煉、擠出、熱切等工序，即可生產(chǎn)出CaC03粉體母料產(chǎn)品。其工藝流程如下所示。母料加工設(shè)備一般最好選用同向雙螺桿擠出機(jī)，它的特點(diǎn)是建續(xù)密用，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。同時(shí)螺桿上混合、塑化、混煉功能的螺紋是根據(jù)需要制成組合的塊狀元件，稱(chēng)之為積木式螺桿。并且要根據(jù)不同的制品技術(shù)參數(shù)要求和基體原料選擇不同長(zhǎng)徑比螺桿的擠出造粒機(jī)Cacq粉體母料加工時(shí)要根據(jù)不同比例的配料量以及樹(shù)脂的技術(shù)參數(shù)．選擇不同的加工溫度及螺桿的轉(zhuǎn)速等。擠出機(jī)應(yīng)有排氣裝置，最好使用真空泵排氣，這主要是考慮到物科在螺桿與簡(jiǎn)體之間熔融、剪切、混爍、擠壓過(guò)程中溫度升高后，將產(chǎn)生一定的氣體(包括水蒸汽、低分子物的氣體等)，若不及時(shí)排出，則易與使有用的物料降解，性能變差，降低產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)生產(chǎn)出的母料易產(chǎn)生小氣孔，直接影響到塑料制品的質(zhì)量。2．3碳酸鈣粉體母抖的應(yīng)用效果一13—一般以400目CaC0，粉體加工的母料，基本都是以填充料在塑料制品中應(yīng)用，只是起到增量和降低成本的效果，難以滿(mǎn)足很多塑料制品的功能性要求。而用十微米至納米級(jí)的CaCO，粉體加工的母料，是可以彌一般以400目CaC0，粉體加工的母料，基本都是以填充料在塑料制品中應(yīng)用，只是起到增量和降低成本的效果，難以滿(mǎn)足很多塑料制品的功能性要求。而用十微米至納米級(jí)的CaCO，粉體加工的母料，是可以彌補(bǔ)這些缺陷的，能起到較好的功能性效果的。用三種微米級(jí)粒度的改性CacO，粉體母料，按相同的量分90填加到PE樹(shù)脂中，吹膜后的拉伸強(qiáng)度似Pa縱／橫)：38肛m：21．3／20；lOpm：30．2／29．1；5pm：33．2／32．3。改性納米CBc0，與末改性納米Cac0，加工的母料，以不同的填加量填加到PE樹(shù)脂中，其沖擊強(qiáng)度(如圖2)是不同的；將改性的微米(10肛m)caCO，粉體和改性的納米CacO，加工的母料，也以不同的填加量填加到樹(shù)脂中，其拉伸強(qiáng)度是不同的(如圖1)。300口240薔180=鬻120一置暑魁萄孽輯 是60∞勰囂盯打拍2號(hào)拈拍∞∞∞∞∞軸∞∞∞ 0O lO 20 30 40 50碳酸鈣含量㈣E三亙受三亙垂匭習(xí)舶一1不周的納米CaCQ對(duì)PP拉伸強(qiáng)度的影響 田—2HDPECaC08沖擊翌應(yīng)與CaC島含量的美景3討論在CaCO，粉體母粒的加工工序中，對(duì)其粉體的表面改性是十分重要的環(huán)節(jié)，這直接關(guān)系到能否發(fā)揮其功能性的問(wèn)題。由于CacO，耢體顆粒很細(xì)，比表面積很大，表面能高，相互之間的團(tuán)聚，對(duì)塑料制品的功能性提高不大。所以為了減少粉體顆粒的團(tuán)聚，提高其分散性，降低其表面能，同時(shí)考慮到Cac03粉體與基體樹(shù)脂能起到很好的交聯(lián)作用等問(wèn)題，就一定要對(duì)其粉體進(jìn)行表面改性。由此可改善粉體顆粒與基體樹(shù)脂之間的界面交聯(lián)性，提高它在基體樹(shù)脂中的分散性，這對(duì)塑料制品的成型加工和產(chǎn)品質(zhì)量的稱(chēng)定和長(zhǎng)期使用都是十分有益的。由圖l可以說(shuō)明，填加改性CaC03粉體的粒度越細(xì)的母料，拉伸強(qiáng)度就越高．其拉伸強(qiáng)度要好于微米(10斗m)級(jí)cacO，。這說(shuō)明所填加的母料中的碳酸鈣粉體的粒度細(xì)，比表面積大，又通過(guò)有針對(duì)性的表面改性處理和造粒，其分散性能明顯提高。并能與基體樹(shù)脂的界面有更好的結(jié)合。在拉伸應(yīng)力的作用下．納米CacO，粉體可能與基體樹(shù)脂一起移動(dòng)和變形。且受外界負(fù)荷的有效載面增加。所以經(jīng)表面改性后的納米CaC03粉體加工成母料應(yīng)用于塑料制品中，其體系的拉伸強(qiáng)度要好于微米(10pm)級(jí)CaCq。但不是填加量越高越好，而是在一定的填加范圍內(nèi)是可以達(dá)到這一效果的。從圖2可以看出。末經(jīng)表面改性的納米CaC0，粉體與基體樹(shù)脂問(wèn)也有一定的界面交聯(lián)性和增強(qiáng)增韌作用。而經(jīng)表面改性后的納米Cac0，粉體與基體樹(shù)脂間的交聯(lián)效果要好于末改性的納米caCo，。這主是經(jīng)改性后的納米CaC0，的分散性和與樹(shù)脂的交聯(lián)性都得到了很大的提高，起到了應(yīng)力集中點(diǎn)的作用。在受外力作用時(shí)，顆周?chē)募羟袘?yīng)力轉(zhuǎn)移，使與之相交聯(lián)的基體產(chǎn)生局部屈服，吸收更多的能量，從而達(dá)到了提高其沖擊強(qiáng)度的效果。由此也可以說(shuō)明．改性與末改性的碳酸鈣粉體在應(yīng)用中的效果是有一定區(qū)別的，其在樹(shù)脂中的填加量也是有區(qū)別的。一14一非金屬礦物粉體材料在塑料工業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)非金屬礦物粉體材料在塑料工業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)陳更新(上海塑料制品研究所200237)摘要：本文介紹了非礦粉體材料的忠實(shí)用戶(hù)一塑料行業(yè)在積極推廣應(yīng)用各種各樣的粉料的創(chuàng)新現(xiàn)狀．以及相應(yīng)的最新涌現(xiàn)的有關(guān)塑料改性高新技術(shù)及理論，和在這些理論指導(dǎo)下．產(chǎn)生的具有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的舔加粉料的改性塑料及它們的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：粉料；填料；表面處理；蓰粉塑料；多元復(fù)合共混1概述塑料作為一種新型人造材料，已廣泛應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)和人民生活中。通常生產(chǎn)塑料制品的原料是采用純樹(shù)脂，如PE、PP、ABS等直接加工成型。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，對(duì)塑料制品材料性能提出更高的要求，純樹(shù)脂顯得力不從心，相反在純樹(shù)脂中添加各類(lèi)粉體材料如非金屬、金屬粉體材料或有機(jī)粉體材料。可以提升塑料樹(shù)脂的各類(lèi)性能，以達(dá)到所需要的技術(shù)指標(biāo)和高性?xún)r(jià)比，其中用量最大的是非金屬礦物材料。例碳酸鈣、滑石粉、硅灰石粉、石棉、云母粉等粉體材料。近十年來(lái)，有機(jī)粉體在塑料中的應(yīng)用也迅速上升，例如淀粉塑料和木塑材料。塑料改性加工行業(yè)奇妙地和非金屬礦、粉體加工、糧食加工、木材加工、超細(xì)粉碎等行業(yè)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)了塑料改性的發(fā)展。人類(lèi)社會(huì)進(jìn)人二十一世紀(jì)以來(lái)，圍繞現(xiàn)代塑料加工改性行業(yè)，已經(jīng)形