采用碳酸钙改性PVC有哪些好处呢?
聚氯乙烯(PVC)因为产品原料充足、硬度大、抗化学腐蚀、制品透明等优点,广泛用于建筑、运输、包装、室内装饰材料等行业。但PVC材料冲击韧性差,受外力冲击作用后很容易出现脆断,所以需要对它进行增韧改性。
一、不同碳酸钙填充改性PVC都有哪些差别?
碳酸钙在PVC制品中可以起到一定的骨架效果,对制品尺寸稳定性有很大的作用,还能提升制品硬度,并提升制品的表面光泽和表面平整性。
重质碳酸钙:湿法重钙的粒径细、粒度分布窄、吸油值低、比表面积大、产品稳定,广泛应用于PVC制品中。以PVC压延膜举例,湿法重钙对遮盖力、耐热性、拉伸强度有显著补强效果,能和轻钙、纳米钙互为取代。
轻质碳酸钙:进入轻质碳酸钙能增加体积,节省成本,另外还能提高硬质PVC制品的尺寸稳定性、硬度和刚性,改善塑料的加工性能。
纳米碳酸钙:将纳米活性碳酸钙用于PVC管材生产,管材的拉伸屈服强度、断裂伸长率、纵向回缩率等指标均有所提高。
二、碳酸钙填充改性PVC应该注意什么?
传统的改性方式是通过采用弹性体增韧剂改性PVC,在提升材料韧性的前提下却牺牲了材料原有的模量、硬度、刚性、热形变温度等性能;刚性粒子的采用防止了以上性能下降,也可以明显节省成本。碳酸钙填充改性PVC影响因素都有哪些?
1、粒径
碳酸钙的不同粒度分布对制品作用是不一样的。在PVC制品中均匀分散条件下,相同配比时,碳酸钙的粒径越小,PVC制品的力学性能越好,碳酸钙与PVC树脂的相容性就越好,PVC制品的冲击强度等力学性能越好,但加工成本越高,确保其分散性越不容易,故PVC制品用碳酸钙粒度大小应适中,粒度分布应因需来定。
超细碳酸钙填充改性硬质聚氯乙烯(PVC)复合材料,研究分析超细碳酸钙颗粒形态对PVC复合材料性能的影响。结果显示,纳米碳酸钙和亚微米碳酸钙具有非常好的增韧效果,复合材料冲击强度提高明显,轻质碳酸钙和重质碳酸钙没增韧效果,在其中,亚微米碳酸钙有与纳米碳酸钙相当地增韧效果,且填充量显著提高;碳酸钙颗粒粒径越小、表面越规整、分散性能越好,增韧性能越好;复合材料塑化性能随碳酸钙粒子的减小而增大,加工性能则相反。研究发现,碳酸钙大粒径粒子的存在对PVC-U管材冲击性能存在一定的破坏作用,应进行控制。
2、改性工艺
通过试验小试、工业化放大试验,研究高性能管材使用的复合纳米活性碳酸钙生产方式,探索出改进的工艺条件。生产出吸油值低、加工性能好和分散性好的纳米活性碳酸钙,做为填充补强剂用于PVC排水管的生产,生产出的PVC排水管的拉伸屈服强度、断裂伸长率、纵向回缩率、扁平试验等指标好于PVC管国家标准,产品性能优越。
碳酸钙在聚氯乙烯压延成型工艺中的应用:在PVC压延合成革之发泡层中或对力学性能不作要求的应用中,建议使用重质碳酸钙;对力学性能要求较高的使用场景,建议使用轻质碳酸钙,纳米碳酸钙最合适。为了减少轻质和纳米碳酸钙的二次团聚,应进行表面改性处理。在PVC膜制品中,拉伸性能和断裂伸长率随着碳酸钙添加量的增加而减小。