Pengenalan Beberapa Pengisi Anorganik Umum untuk Plastik

Serat kaca

Produsen mesin ekstrusi Tiongkok Serat kaca adalah pengisi yang umum digunakan dalam plastik rekayasa. Komponen utamanya adalah silika dan oksida logam turunan lainnya. Proses produksi utama internasional saat ini adalah metode penarikan tungku; serat kaca dibagi menjadi serat kaca bebas alkali, serat kaca sedang-alkali, dan serat kaca tinggi-alkali; serat kaca yang umum digunakan dalam plastik rekayasa terutama adalah serat kaca potong bebas alkali dan serat kaca panjang tanpa putaran. Setelah penambahan serat kaca, plastik rekayasa akan mengalami perubahan sebagai berikut. .

Keunggulan

1. Meningkatkan kekakuan dan kekerasan, peningkatan serat kaca dapat memperbaiki kekuatan dan kekakuan plastik;

2. Meningkatkan ketahanan panas dan suhu distorsi panas. Sebagai contoh, pada nilon, dengan penambahan serat kaca, suhu distorsi panas meningkat setidaknya 30°C atau lebih, dan ketahanan suhu nilon yang diperkuat serat kaca umumnya bisa mencapai lebih dari 220°C;

3. Meningkatkan stabilitas dimensi dan mengurangi susut;

4. Mengurangi deformasi melengkung;

5. Mengurangi creep;

6. Mengurangi hidroskopisitas.

Kekurangan

Saat modulus produk meningkat, ketangguhan akan menurun; hal ini akan berdampak buruk pada kinerja tahan api, karena efek sumbu lilin akan mengganggu sistem tahan api dan mempengaruhi efek tahan api; serat kaca yang terbuka akan mengurangi kilau permukaan produk plastik.

Panjang serat kaca secara langsung memengaruhi kerapuhan bahan; jika serat kaca tidak ditangani dengan baik, serat pendek akan mengurangi kekuatan benturan; jika serat panjang ditangani dengan baik, kekuatan benturan akan meningkat. Agar kerapuhan bahan tidak berkurang secara signifikan, penting untuk memilih panjang serat kaca tertentu.

Kandungan serat dalam produk juga merupakan masalah utama. Industri umumnya menggunakan kandungan bilangan bulat seperti 15%, 25%, 30%, 50%, dll. Kandungan spesifik serat kaca perlu ditentukan sesuai dengan penggunaan produk.

Untuk mendapatkan sifat mekanik dan efek permukaan yang baik, diameter dan panjang serat kaca, serta perlakuan permukaan dan kandungan serat kaca selama modifikasi selanjutnya, semuanya sangat penting!

Kalsium karbonat

Produk kalsium karbonat dari mesin ekstrusi Tiongkok dibagi menjadi kalsium karbonat berat dan kalsium karbonat ringan. Kalsium karbonat berat disingkat menjadi kalsium berat, dan dalam bahasa Inggris disingkat GCC. Karena volume sedimentasi kalsium karbonat berat lebih kecil daripada kalsium karbonat ringan, maka disebut kalsium karbonat berat. Saat ini, ada dua proses utama untuk produksi industri kalsium karbonat berat, yaitu proses kering dan proses basah. Proses kering menghasilkan produk dengan biaya lebih rendah dan serbaguna dibandingkan proses basah.

Kalsium karbonat ringan disebut kalsium ringan, juga dikenal sebagai kalsium karbonat presipitasi, dan singkatan dalam bahasa Inggris adalah PCC. Komponen utama kapur adalah batu kapur yang dikalsinasi dan bahan baku lain untuk membentuk kapur, kemudian diberi karbon dioksida, susu kapur yang telah dikarbonasi untuk membentuk endapan kalsium karbonat, dan akhirnya diperoleh melalui dehidrasi, pengeringan, dan penggilingan. Atau pertama-tama menggunakan natrium karbonat dan kalsium klorida untuk melakukan reaksi metatesis guna menghasilkan endapan kalsium karbonat, lalu dilakukan dehidrasi, pengeringan, dan penggilingan.

Kalsium karbonat adalah salah satu pengisi anorganik awal yang digunakan untuk mengisi dan memperkuat PP, dan aplikasi kalsium karbonat skala mikro selalu berada dalam posisi dominan. Penelitian menunjukkan bahwa penambahan kalsium karbonat dapat meningkatkan kekuatan benturan PP, tetapi kekuatan tarik menurun; penambahan kalsium karbonat ringan dapat meningkatkan kekuatan benturan sekaligus kekuatan luluh, dan PCC yang dirawat dengan asam stearat memiliki efek yang lebih baik. Kalsium karbonat yang dirawat dengan agen kopling titanat dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan benturan PP.

Dengan munculnya kalsium karbonat skala nano, produsen mesin ekstrusi Tiongkok menemukan bahwa kalsium karbonat skala nano dapat memperkuat sekaligus membuat lebih tangguh, dan efek pengerasannya lebih baik daripada kalsium karbonat skala mikron. Penelitian menunjukkan bahwa morfologi kalsium karbonat nano berbeda, dan sifat mekanik material komposit juga sangat berbeda. Kalsium karbonat nano kubik bermanfaat untuk meningkatkan sifat benturan material komposit, sementara kalsium karbonat nano berserat dapat secara signifikan meningkatkan sifat tarik material. Kalsium karbonat nano dapat secara signifikan memperhalus sferulit PP dan mendorong pembentukan.

Manik-manik kaca

Manik-manik kaca adalah jenis baru bahan silikat, termasuk padat dan berongga. Biasanya manik-manik kaca dengan ukuran partikel 0,5-5mm disebut manik-manik halus, dan yang berukuran partikel di bawah 0,4mm disebut mikromanik; ada banyak jenis mikromanik berdasarkan sumber yang berbeda, dan manik-manik kaca abu terbang diekstraksi dari abu terbang. Jenis bahan mikro-sferis ringan, komponen utamanya adalah silikon dioksida, dan juga mengandung berbagai oksida logam. Manik-manik kaca abu terbang memiliki keunggulan ketahanan suhu tinggi dan konduktivitas termal yang kecil. Ketahanan aus, ketahanan tekan, tahan api, dan sifat-sifat lain dari bahan tersebut, serta permukaan sferis khususnya juga dapat meningkatkan fluiditas pemrosesan bahan. Selain itu, kilau permukaannya bagus, yang dapat meningkatkan kilau permukaan produk dan mengurangi adsorpsi kotoran pada permukaan.

Manik-manik kaca banyak digunakan untuk memperkuat dan membuat lebih tangguh PP. Penelitian menunjukkan bahwa dengan meningkatnya kandungan mikromanik kaca, modulus tarik, kekuatan lentur, dan modulus komposit PP/mikromanik kaca yang diekstrusi sekrup tunggal dan ganda semuanya menunjukkan peningkatan linier, sementara kekuatan luluh sedikit menurun; regangan patahan meningkat pada kandungan rendah, lalu menurun cepat, dan kekuatan benturan material yang diekstrusi sekrup tunggal dan ganda meningkat, serta meningkat seiring dengan meningkatnya dosis manik-manik kaca dalam rentang tertentu, dan material yang diekstrusi sekrup tunggal memiliki kekuatan benturan sedikit lebih tinggi daripada material yang diekstrusi sekrup ganda, serta ukuran partikel manik-manik kaca sangat memengaruhi ketangguhan komposit PP/manik-manik kaca.

Mineral silikat

Saat ini, mineral silikat yang paling banyak digunakan dan diteliti adalah talk, montmorilonit, wollastonit, dll. Di antaranya, attapulgite dan zeolit juga mendapat perhatian lebih.

Baik talk maupun montmorilonit (MMT) adalah mineral silikat berlapis. Talk adalah mineral magnesium silikat dengan struktur berlembar. Umumnya, semakin halus ukuran partikel, semakin baik efek dispersinya, yang dapat meningkatkan suhu deformasi termal dan finishing permukaan bahan; jarak lapisan MMT besar, dan metode interkalasi sering digunakan untuk menyiapkan material komposit PP. MMT dapat membentuk struktur interkalasi yang baik dalam matriks PP, sehingga meningkatkan ketahanan benturan dan stabilitas dimensi PP.

Attapulgite (ATP) adalah mineral silikat berlapis rantai. ATP adalah mineral silikat nanomaterial satu dimensi alami. Unit struktur dasarnya adalah kristal tunggal berbentuk jarum atau serat pendek. ATP dapat digabungkan dengan polypropylene pada dua tingkat pengisian mikro dan penguatan nano untuk meningkatkan sifat mekanik bahan. Jenis serat tanah liat pendek baru ini mengatasi kekurangan resin yang diperkuat serat kaca umum, seperti fluiditas yang buruk, penampilan kasar, dan keausan parah pada peralatan pemrosesan, sehingga memiliki nilai pengembangan yang tinggi.

Mesin ekstruder Tiongkok Wollastonite adalah mineral silikat berbentuk rantai tunggal, biasanya dalam bentuk serpihan, agregat radial, atau berserat. Penelitian menunjukkan bahwa plastik yang diisi wollastonite tidak hanya dapat meningkatkan sifat mekaniknya, tetapi juga dapat digunakan sebagai pengganti serat kaca untuk mengurangi biaya.

Zeolit adalah mineral silikat berlapis. Zeolit memiliki struktur pori yang kaya, dan dapat digunakan untuk mempersiapkan bahan komposit polipropilena dengan fungsi yang kuat dengan cara menyerap atau memuat partikel fungsional guna meningkatkan nilai tambah produk. Oleh karena itu, pengembangan komposit fungsional PP/zeolit memiliki potensi besar dan telah menjadi pusat perhatian serta penelitian terkini.

Titanium dioksida

Komposisi kimia titanium dioksida adalah titanium dioksida. Berdasarkan bentuk kristal yang berbeda, terdapat jenis rutil dan anatase. Jenis rutil merupakan bentuk kristal paling stabil, dengan struktur padat, serta kekerasan, ketahanan cuaca, dan ketahanan pengempelan lebih baik dibandingkan jenis anatase. Titanium dioksida ini stabil terhadap berbagai zat kimia di atmosfer, tidak larut dalam air, dan memiliki ketahanan panas yang baik. Setelah ditambahkan titanium dioksida, produk tidak hanya dapat meningkatkan tingkat putihnya, tetapi juga mengurangi efek merusak sinar ultraviolet, meningkatkan kinerja penuaan cahaya polipropilena, serta meningkatkan kekakuan, kekerasan, dan ketahanan aus produk. Namun, titanium dioksida berbeda dari bahan kristalin seperti PP, PA, dan bahan lain yang kurang kompatibel; oleh karena itu, diperlukan proses kompatibilisasi dan modifikasi terhadapnya.