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不同碳酸钙对PVC制品机械性能的影响

发布时间:2017-08-29 19:52:32      

碳酸钙作为PVC中的填料,是所有填料中用量最大、使用最普遍的一种材料。链接:PVC专用轻质碳酸钙

由于碳酸钙具有价格低廉,无毒,无刺激性,无气味,色白,折光率低,易于着色,柔软(莫氏硬度为3),原材料供应充足,是PVC次级稳定作用中的酸性接受体以及可以减少制品的收缩率的特点,因此对碳酸钙和碳酸钙填充PVC的研究很多。

碳酸钙的种类及概况

作为塑料中使用的碳酸钙,种类较多。从总体来讲,分轻质碳酸钙和重质碳酸钙;从表面活化剂来划分,有硬脂酸活化碳酸钙和钛酸酯偶联剂活化碳酸钙。

具体情况如下:

(1) 轻质碳酸钙(简称轻质钙)是将矿石焙烧成CaO,然后溶于水,生成Ca(OH)2,再通入CO2反应生成CaCO3,粒径为0.16~1.00Lm。

(2) 重质碳酸钙(简称重质钙)也称重晶石粉、双飞粉、三飞粉等,是直接将矿石破碎碾磨而成的,粒径为0.08~1.00Lm。

(3) 活化碳酸钙是将脂肪酸或偶联剂对碳酸钙进行表面包覆制成的。活化碳酸钙又有用硬脂酸处理的轻质钙或重质钙,一般称为活化钙;用硬脂酸处理的超细轻质钙,称为奥特钙或白艳华;用偶联剂(如钛酸酯类)进行表面包覆的碳酸钙,称为取代剂。

试验情况

2.1 PVC硬制品试验情况

为了研究不同类型的碳酸钙对PVC软硬制品的机械性能的影响,反复作了多次试验。现举如下几例以作说明。

将未活化的轻质钙和未活化的重质钙填充层压硬板作对比试验,配方见表1。

设备有捏合机(500L)、密炼机(50L)、开炼机(SK-550型,SK-560型各1台)及SY-3Y-1730型三辊压延机均由大连塑料机械厂制造,层压机(2500t),日本进口。

经过捏合、密炼、初塑、终塑,到压延出片,然后层压、锯边、取样测试,测试结果见表2。

从表2的测试结果可知,使用同等的轻质钙和重质钙,其测试结果相差不大。

另外,为了研究碳酸钙用量对层压板机械性能的影响,将碳酸钙的量由3份增至6份,并且与钛酸酯偶联的碳酸钙(取代剂)和硬脂酸活化的超细钙(白艳华)作对比试验。配方中除碳酸钙的量由3份增加到6份外,其他成分不变。同等含量经不同处理的CaCO3对PVC制品机械性能的影响见表3。

从表3的测试结果可看出,使用同等量的钛酸酯偶联的碳酸钙和用硬脂酸活化的超细钙,其各方面的性能没有什么明显的区别,但与没有进行表面处理的轻质钙填充的制品相比,其机械性能明显要好,拉伸强度、弯曲强度、冲击强度都明显高于未活化的轻质钙。从用3份轻质钙填充的试样与用6份轻质钙填充的试样的测试结果可以看出,碳酸钙的加入使试样的机械性能呈下降趋势。

2.2 PVC软制品试

验情况除了PVC硬制品外,在PVC软制品压延薄膜中进行多次小型试验,现以下面的试验为例。所用设备为捏合机(10L)及XK-160A型两辊塑炼机。配方如下:PVC100份,三盐基硫酸铅4份,硬脂酸钡2份,硬脂酸015份,增塑剂40份,轻质钙、取代剂、活化重质钙及白艳华分别为10份。所配料经捏合8min之后,置两辊机塑炼,两辊机温度为170e,塑炼15min之后取样测试,结果见表4。

从表4的数据可以看出,凡是经过表面处理的碳酸钙,其各方面的性能均比未活化的轻质钙要强;用偶联剂处理的轻质碳酸钙和硬脂酸处理的超细钙,其性能相差不大,但都比用硬脂酸处理的重质碳酸钙略强。


结论


  1. 轻质钙与重质钙对PVC制品中的影响区别不大。

  2. 用钛酸酯偶联剂处理的轻质钙与用硬脂酸处理的超细钙,对PVC制品的影响相差不大。

  3. 相对来讲,碳酸钙的颗粒越细,对制品的机械性能越有利。

  4. 经过表面处理的碳酸钙可以减少制品弯曲折迭时的白化现象,并能赋予制品较好的光泽及光滑的表面。

  5. 应用表面处理过的碳酸钙,其物料加工时的流动性明显好于未经表面处理的碳酸钙,而且吸油量也少。