納米碳酸鈣在塑料中的應用
2021-08-02
納米碳酸鈣是指粒徑為1-100nm的功能性無機填料，廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑、醫藥、牙膏、食品等領域。但不同應用對納米碳酸鈣的粒級、晶形、吸油值、分散性等要求亦有所不同。
1、納米碳酸鈣在塑料中的應用
在塑料的加工與生產中，普通碳酸鈣產品只能作為一般的填料使用，而經過改性的納米碳酸鈣除了作為填充劑，還能起到活性劑和補強劑的作用，可以增加塑料制品體積，提升制品的硬度和強度，改善塑料加工性能，并增強塑料制品的耐熱性、彎曲強度、彈性模量等各項性能指標。
納米碳酸鈣已廣泛應用于PVC、PS、PP等各種塑料的加工中，其中以PVC的用量最為龐大，尤其是電線電纜、管材等制品，納米碳酸鈣對PVC塑料具有很好的補強增韌作用，其主要的納米特性使加工后的PVC塑料具有很好的強度、阻隔性、阻燃性、熱穩定性等力學性能。
塑料行業對納米碳酸鈣的技術要求主要有：
吸油值：塑料行業對納米碳酸鈣的吸油值要求一般都很低，因為納米碳酸鈣的粒徑小，比表面積大，如果吸油值大則混煉時消耗的增塑劑就多，使體系粘度升高，不僅影響了加工性能，而且使生產成本上升。
晶形：以立方體、球形為主，這些晶形的產品表現出的流動阻力較小，易于生產加工，且不影響塑料制品的表面光澤度。
粒徑：應用于塑料中的納米碳酸鈣粒徑一般控制在100nm左右，粒徑過大不能體現納米碳酸鈣的效果，且會影響制品的外觀；粒徑過小會導致表面能增加，顆粒團聚嚴重，很難在加工時完全分散，導致制品表面出現顆粒。
分散性：應選擇高分散性的納米碳酸鈣，如果納米碳酸鈣團聚嚴重，則二次粒徑會比一次粒徑大得多，而塑料加工混煉剪切力不是太強，有些團聚嚴重的納米碳酸鈣不容易打散，在應用時會引起局部缺陷，導致產品質量出現問題。
水分：水分控制應不高于0.5%，若水分過高，會使塑料表面產生氣泡或空鼓等現象。
pH值：納米碳酸鈣的pH值應控制在10以下，若PH值偏高，會影響制品的白度，表面光澤度，使外觀變差，同時pH高還會使體系的粘度升高，影響加工過程。
在應用于塑料行業的各種非金屬礦粉材料中，碳酸鈣用量最大，約占到塑料添加劑總量的60～70%，但在高性能化應用研究中仍存在很多問題，特別是如何解決納米碳酸鈣的團聚，如何改進納米碳酸鈣分散效果，如何提升復合材料的粘結強度等方面尚未有效解決。
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