Představení několika běžných anorganických plniv pro plasty

Skleněné vlákno

Výrobce strojů na extruzi z Číny Skleněné vlákno je plnivo běžně používané v technických plastech. Jeho hlavními složkami jsou oxid křemičitý a další odvozené oxidy kovů. Současný mezinárodní tradiční proces výroby je metoda tažení v peci; Dělí se na bezalkalické skleněné vlákno, středně alkalické skleněné vlákno a vysokoalkalické skleněné vlákno; skleněná vlákna běžně používaná v technických plastech jsou především bezalkalická krátká skleněná vlákna a nepletaná dlouhá skleněná vlákna. Po přidání skleněného vlákna se technické plastiky změní následovně. .

Výhoda

1. Zvýšení tuhosti a tvrdosti – zvýšení obsahu skleněného vlákna může zlepšit pevnost a tuhost plastu;

2. Zlepšení tepelné odolnosti a teploty tepelné deformace. Vezměme například nylon: přidáním skleněného vlákna se teplota tepelné deformace zvýší minimálně o 30 °C nebo více, a teplotní odolnost běžného nylonu vyztuženého skleněným vláknem může dosáhnout více než 220 °C;

3. Zlepšení rozměrové stability a snížení smršťování;

4. Snížení deformace kvůli kroutivosti;

5. Snížení creepu;

6. Snížení hygroskopickosti.

Nevýhoda

Při zvýšení modulu produktu se sníží houževnatost; bude to mít nepříznivý vliv na plamizodolný výkon, protože efekt svíčkového knotu bude interferovat s plamizodolným systémem a ovlivní plamizodolný účinek; odhalené skleněné vlákno sníží lesk povrchu plastového výrobku.

Délka skleněného vlákna přímo ovlivňuje křehkost materiálu; pokud není skleněné vlákno dobře zpracováno, krátké vlákno sníží rázovou pevnost; pokud je dlouhé vlákno dobře zpracováno, rázová pevnost se zlepší. Aby se křehkost materiálu nedala velmi snížit, je třeba zvolit určitou délku skleněného vlákna.

Obsah vláken ve výrobku je také klíčovým problémem. Průmysl obecně používá celočíselné obsahy jako 15%, 25%, 30%, 50% atd. Konkrétní obsah skleněného vlákna je třeba stanovit podle použití výrobku.

Aby byly dosaženy dobré mechanické vlastnosti a povrchové efekty, průměr a délka skleněného vlákna, stejně jako povrchová úprava a obsah skleněného vlákna při následné modifikaci, jsou všechny velmi důležité!

Uhličitan vápenatý

Produkty uhličitanu vápenatého z Číny z výrobních strojů na extruzi se dělí na těžký uhličitan vápenatý a lehký uhličitan vápenatý. Těžký uhličitan vápenatý se zkracuje na těžký vápník a anglicky na GCC. Protože sedimentační objem těžkého uhličitanu vápenatého je menší než u lehkého uhličitanu vápenatého, nazývá se těžký uhličitan vápenatý. V současnosti existují dva hlavní postupy průmyslové výroby těžkého uhličitanu vápenatého: jeden je suchý proces a druhý je mokrý proces. Suchý proces produkuje levnější a univerzálnější produkt než mokrý proces.

Lehký uhličitan vápenatý se označuje jako lehký vápník, známý také jako precipitovaný uhličitan vápenatý, anglicky zkráceně PCC. Hlavními složkami vápna jsou žíhaný vápencový kámen a další suroviny k výrobě vápna. Poté se přidá oxid uhličitý, karbonizované vápenné mléko se promění na srážení uhličitanu vápenatého a nakonec se získá dehydratací, sušením a rozdrobením. Nebo se nejdříve použije uhličitan sodný a chlorid vápenatý ke vzájemné reakci a vzniku srážky uhličitanu vápenatého, který se pak dehydratuje, suší a rozdrobuje.

Uhličitan vápenatý je jedním z nejstarších anorganických plniv používaných k vytváření a posilování PP, a aplikace mikro-velikosti uhličitanu vápenatého vždy zaujímala dominantní pozici. Výzkum ukazuje, že přídavek uhličitanu vápenatého může zvýšit rázovou pevnost PP, ale tahová pevnost se snižuje; přídavek lehkého uhličitanu vápenatého může zároveň zlepšit rázovou pevnost i mez pevnosti; PCC ošetřený stearovou kyselinou má lepší účinek. Uhličitan vápenatý ošetřený titanátovým spojovacím činidlem může výrazně zlepšit rázovou pevnost PP.

S objevením nano-velikosti uhličitanu vápenatého výrobce strojů na extruzi z Číny zjistil, že nano-velikost uhličitanu vápenatého dokáže zároveň posilovat i houževnatost, a jeho houževnatost je lepší než u mikronového uhličitanu vápenatého. Studie ukázaly, že morfologie nano-uhličitanu vápenatého je odlišná a mechanické vlastnosti kompozitních materiálů jsou také velmi odlišné. Kubický nano-uhličitan vápenatý je prospěšný pro zlepšení rázových vlastností kompozitních materiálů, zatímco vláknitý nano-uhličitan vápenatý může výrazně zlepšit tahové vlastnosti materiálu. Nano-uhličitan vápenatý může výrazně zjemnit sférolity PP a podporovat jejich tvorbu.

Skleněné korálky

Skleněné korálky jsou novým typem silikátového materiálu, včetně pevných i dutých. Obvykle se skleněné korálky o velikosti částic 0,5–5 mm označují jako jemné korálky a ty s velikostí částic pod 0,4 mm se označují jako mikrokorálky; existuje mnoho druhů mikrokorálků podle různých zdrojů, a skleněné korálky z popela jsou extrahovány z letního popela. Jedná se o lehký mikro-sférický materiál, jeho hlavní složkou je oxid křemičitý a obsahuje také různé oxidy kovů. Skleněné korálky z popela mají výhody vysoké teplotní odolnosti a malé tepelné vodivosti. Mají odolnost proti opotřebení, tlaku, plamizodolnost a další vlastnosti materiálu, a jejich speciální sférický povrch může také zlepšit zpracovatelnost materiálu. Navíc mají dobrý povrchový lesk, což může zvýšit povrchový lesk výrobku a snížit adsorpci nečistot na povrchu.

Skleněné korálky se hojně používají k posilování a houževnatosti PP. Výzkum ukazuje, že s nárůstem obsahu skleněných mikrokorálků se lineárně zvyšuje modul pružnosti, flexní pevnost a modul jedno- i dvoušroubové extrudované PP/skleněné mikrokorálky, zatímco mez pevnosti mírně klesá; lomová deformace se zvyšuje při nízkém obsahu a poté rychle klesá, rázová pevnost jedno- i dvoušroubových extrudovaných materiálů se zvyšuje a s nárůstem dávky skleněných korálků do určitého rozsahu se zvyšuje; rázová pevnost extrudovaného materiálu je mírně vyšší než u dvoušroubového extrudovaného materiálu, a velikost částic skleněných korálků má velký vliv na houževnatost kompozitu PP/skleněné korálky.

Silikátové minerály

V současnosti jsou nejrozšířenějšími a nejstudovanějšími silikátovými minerály talk, montmorillonit, wollastonit atd. Mezi nimi získaly větší pozornost také attapulgit a zeolit.

Jak talk, tak montmorillonit (MMT) jsou vrstevnaté silikátové minerály. Talk je magnesiový silikátový minerál s šupinkovou strukturou. Obecně platí, že čím jemnější velikost částic, tím lepší disperzní efekt, což může zlepšit teplotu tepelné deformace a povrchovou úpravu materiálu; MMT má velký mezerový prostor mezi vrstvami a často se používá interkalace k přípravě PP kompozitních materiálů. MMT může vytvořit dobrou interkalovanou strukturu v matrice PP, čímž se zlepšuje odolnost proti rázu a rozměrová stabilita PP.

Attapulgit (ATP) je řetězový vrstevnatý silikát. ATP je přirozený jednorozměrný nanomateriál silikátový minerál. Jeho základní strukturní jednotkou je jehličkovitý nebo krátkovláknitý jednokrystal. ATP lze kombinovat s polypropylenem na dvou úrovních mikroplnění a nano-zesilování, aby se zlepšily mechanické vlastnosti materiálu. Tento nový typ krátkého jílového vlákna překonává nedostatky běžných skleněných vláken vyztužených pryskyřicí, jako je špatná tekutost, hrubý vzhled a vážné opotřebení zpracovatelského zařízení, a proto má vysoký vývojový potenciál.

Čínský extruzní stroj Wollastonit je jednořetězový silikátový minerál, obvykle ve formě vločkových, radiálních nebo vláknitých agregátů. Studie ukázaly, že plasty naplněné wollastonitem mohou nejen zlepšit své mechanické vlastnosti, ale také se dají použít místo skleněných vláken k snížení nákladů.

Zeolity jsou skříňové silikátové minerály. Mají bohatou pórovitou strukturu a lze z nich připravit polypropylenové kompozitní materiály s vysokou funkčností pomocí adsorpce nebo naložení funkčních částic, což zvyšuje přidanou hodnotu produktů. Proto má vývoj PP/zeolitových funkčních kompozitů velký potenciál a stal se aktuálním horkým bodem výzkumu a pozornosti.

Dioxid titanu

Chemické složení dioxidu titanu je oxid titanu. Podle různých krystalických forem existují rutilová a anatázová forma. Rutilová forma je nejstabilnější krystalická forma s kompaktní strukturou; její tvrdost, odolnost proti povětrnostním vlivům a odolnost proti práškování jsou lepší než u anatázové formy. Je stabilní vůči různým chemickým látkám v atmosféře, nerozpustný ve vodě a má dobrou tepelnou odolnost. Po přidání dioxidu titanu se nejen zlepšuje bílá barva produktu, ale také se snižuje poškozující účinek ultrafialového záření, zlepšuje se odolnost polypropylenu proti světelnému stárnutí a zlepšují se tuhost, tvrdost a odolnost proti opotřebení produktu; avšak na rozdíl od krystalických materiálů jako jsou PP, PA a jiné, které mají špatnou kompatibilitu, je nutné je kompatibilizovat a upravovat.