Пластиковые пленки В основном речь идет о тонких материалах, изготовленных из базовых смол, таких как ПП, ПВХ, ПЭ, ПЭТ, ПА. Эти пленки широко используются в различных областях гибкой упаковки или в качестве ламинирующих слоев в бумажно-пластиковых композитах. Они играют важную роль во многих отраслях промышленности, включая упаковку, электронику, фармацевтику, химическую промышленность и пищевую промышленность. Карбонат кальция (CaCO₃) в основном используется в качестве наполнителя в пластиковых пленках. Его основная функция заключается в снижении затрат на сырье.
1. Применение карбоната кальция в пластиковых пленках
Помимо экономии средств, он может улучшить физические свойства, такие как повышение жесткости, прочности и термостойкости. Он улучшает стабильность размеров за счет уменьшения усадки пленки во время обработки и использования. Он также может оптимизировать характеристики обработки, улучшая реологические свойства и антиблокировочные свойства, даже повышая белизну и непрозрачность. Кроме того, он может способствовать улучшению экологических показателей. Добавление карбоната кальция может способствовать разложению пластиковых изделий в определенных условиях окружающей среды.
2. Применение карбоната кальция в полиолефиновых пленках
Полиэтилен (ПЭ)
Микропористые воздухопроницаемые пленки из полиэтилена представляют собой перспективный рынок для карбоната кальция. Они играют важную роль в здравоохранении, производстве медицинских изделий и пищевой упаковки.
Исследователи, такие как Юань Гуаншэн, оптимизировали воздухопроницаемые полиэтиленовые пленки, используя карбонат кальция в качестве порообразующего агента. Увеличение содержания CaCO₃ с 30% до 50% значительно повысило пористость пленки с 27,3% до 47,2%. Хотя прочность на разрыв снизилась на 10%, этот компромисс значительно повысил проницаемость. Исследование также показало, что наилучшие результаты показал полиолефиновый эластомер (POE) с содержанием 15% в качестве упрочняющего агента.
Дальнейшие исследования Цзэн Хуэйвэня были посвящены изучению влияния размера частиц CaCO₃. Использование CaCO₃ с размером частиц 1250 меш позволило создать идеальное соотношение пропускания O₂/CO₂. Это привело к превосходному сохранению свежести. Бананы, завернутые в такую пленку, оставались зелеными в течение 22 дней с минимальным ухудшением качества.
Поливинилхлорид (ПВХ)
Поливинилхлорид (ПВХ) — одна из наиболее широко используемых и массово применяемых термопластичных смол в повседневной жизни. Он обладает многочисленными преимуществами, включая отличную огнестойкость, электроизоляцию, коррозионную стойкость и низкую стоимость, что обуславливает его широкое применение в строительных материалах, профилях и проводах.
Однако ПВХ в процессе обработки становится значительно хрупким и перед использованием должен пройти модификации, такие как повышение ударопрочности и упрочнение. Добавление соответствующего количества карбоната кальция в процессе модификации ПВХ может значительно улучшить прочность, жесткость, износостойкость и термостойкость конечного продукта, одновременно существенно снизив себестоимость производства ПВХ-материала.
Исследователи, такие как У Вэйбинь, изучали два типа ультратонко измельченного карбоната кальция — GY-716 и GY-716A — полученные с помощью сухое шаровое измельчениеОни сравнили эти материалы с тремя распространенными карбонатами кальция, используемыми в каландрированных ПВХ-пленках: ультрадисперсным карбонатом кальция, полученным влажным способом, нанокарбонатом кальция (CCR-1) и осажденным карбонатом кальция. Группа исследователей изучила, как каждый из пяти материалов влияет на белизну, прочность на разрыв, термостойкость и непрозрачность ПВХ-пленок.
Результаты показали, что пленки, изготовленные с использованием GY-716 и GY-716A, обладали белизной и прочностью на разрыв, аналогичными — или даже немного превосходящими — показатели трех коммерчески используемых вариантов. По термостойкости GY-716 и GY-716A превзошли коммерческие продукты. Хотя их непрозрачность была ниже, чем у ультрадисперсного карбоната кальция, полученного влажным методом, она все же была лучше, чем у нанокарбоната кальция (CCR-1) и осажденного карбоната кальция. Примечательно, что GY-716A достиг уровня непрозрачности, близкого к показателям ультрадисперсного продукта, полученного влажным методом.
Полипропилен (ПП)
Основные функции карбоната кальция в полипропиленовых пленках заключаются в снижении стоимости, улучшении механических свойств и повышении стабильности размеров.
Исследователи, такие как Лей Зуби, сравнили влияние трех неорганических наполнителей — нового микропорошка, талька и карбоната кальция — на механические свойства полипропилена. При содержании наполнителя 35 частей на 100 частей каучука (phr) полипропилен, наполненный карбонатом кальция, показал наибольшее удлинение при разрыве, за ним следовал полипропилен, наполненный микропорошком, а полипропилен, наполненный тальком, показал наименьшее значение.
Карбонат кальция обладает нераскрытым потенциалом для применения в современных полипропиленах (ПП). Источник руды карбоната кальция оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики.
Исследователи, такие как Ай Цин, доказали это, протестировав четыре ультратонких измельченных карбоната кальция из разных руд в полипропиленовой матрице. Результаты были очевидны: карбонат кальция, полученный из крупного кальцита, продемонстрировал превосходные характеристики. Он отличался высокой белизной, высокой чистотой и однородностью частиц. Следовательно, полипропиленовый композит показал лучшую прочность на разрыв и удлинение. Он также обеспечил более высокую температуру деформации при нагреве и улучшенную текучесть при обработке.
Однако были и компромиссы. Его ударная и изгибная прочность были несколько ниже, чем у композитов, изготовленных с использованием карбоната из мелкого кальцита или мрамора.
Таблица 1: Влияние различных источников руды карбоната кальция на свойства полипропилена
| PP+20% CC | Индекс плавления (г/10 мин) | Твердость по Шору (HD) | Плотность (г/см³) | Температура деформации под воздействием тепла (°C) | Предел прочности на растяжение (МПа) | Удлинение при разрыве (%) | Прочность на изгиб (МПа) |
| Крупный кальцит | 9.06 | 14.12 | 1.017 | 96.8 | 34.68 | 53.85 | 59.21 |
| Мрамор | 8.03 | 21.12 | 1.029 | 88.6 | 31.9 | 49.91 | 62.74 |
| Небольшой кальцит | 7.64 | 21.76 | 1.060 | 89.2 | 32.37 | 51.46 | 61.23 |
| Доломит | 8.03 | 20.36 | 1.033 | 96.3 | 30.39 | 28.68 | 59.07 |
Кроме того, различные типы порошков карбоната кальция — такие как нанокарбонат кальция, молотый карбонат кальция (GCC) и осажденный карбонат кальция (PCC) — с различными размерами частиц, демонстрируют различное поведение при использовании в качестве модифицирующих наполнителей в полипропилене. В зависимости от своих специфических физических и химических характеристик каждый тип оказывает уникальное влияние на эксплуатационные свойства.
Таблица 2: Комплексное сравнение различных типов карбоната кальция в применении к полипропилену.
| Тестовый образец | 1250 меш | 2500 меш | Влажно-помольный CaCO₃ | Осажденный CaCO₃ | Смола Т30С | ||||||||
| Содержание CaCO₃ (%) | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40 | |
| Предел прочности на растяжение (МПа) | 25 | 24.5 | 20.9 | 26.3 | 24 | 21 | 25.8 | 23.6 | 21.5 | 25.2 | 23.5 | 20.4 | 32.4 |
| Удлинение при разрыве (%) | 832 | 832 | 357 | 734 | 721 | 517 | 604 | 615 | 196 | 726 | 46.3 | 57.1 | / |
| Прочность на изгиб (МПа) | 36.2 | 36.1 | 38.3 | 36.9 | 32.9 | 29.3 | 36.9 | 35.5 | 36.9 | 39.7 | 37.8 | 36.8 | 36.7 |
| Модуль упругости при изгибе (МПа) | 1131 | 1327 | 1487 | 1209 | 1208 | 1374 | 1126 | 1208 | 1404 | 1123 | 1250 | 1266 | 929 |
| Ударная вязкость по Изоду (кДж/м²) | 5.3 | 7.9 | 4.8 | 6.1 | 7.2 | 7.1 | 7 | 7.6 | 7.7 | 3.8 | 4.3 | 4.2 | 4.4 |
| Плотность (г/см³) | 1.04 | 1.11 | 1.21 | 1.02 | 1.11 | 1.21 | 1.03 | 1.11 | 1.22 | 1.03 | 1.1 | 1.21 | 0.91 |
| Усадка при формовке (продольная %) | 1.56 | 1.33 | 1.25 | 1.53 | 1.3 | 1.21 | 1.54 | 1.31 | 1.22 | 1.58 | 1.41 | 1.22 | / |
| Усадка при формовке (поперечная %) | 1.31 | 1.02 | 0.94 | 1.28 | 1.02 | 0.93 | 1.33 | 1.03 | 0.94 | 1.39 | 1.09 | 0.95 | / |
| Температура деформации под воздействием тепла (°C) | 116 | 125 | 126 | 113 | 121 | 130 | 93 | 102 | 122 | 85 | 101 | 108 | 93 |
| Влажность (%) | 0.41 | 0.32 | 0.54 | 0.98 | |||||||||
| Рыночная цена | Низкий | Высокий | Середина | Середина | |||||||||
| Воздействие производства на окружающую среду | Низкий | Ниже | Середина | Высокий | |||||||||
Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)
В1: Какова основная причина добавления карбоната кальция в пластиковые пленки?
A1: Основная причина добавления карбоната кальция в пластиковые пленки заключается в снижении производственных затрат за счет использования его в качестве наполнителя. Однако он также обеспечивает ряд функциональных преимуществ, включая улучшенную жесткость, повышенную термостойкость, лучшую стабильность размеров (сниженную усадку), оптимизированные технологические характеристики, повышенную белизну и непрозрачность, а также потенциально способствует разложению пленки в определенных условиях.
В2: Как размер частиц карбоната кальция влияет на его характеристики в воздухопроницаемых полиэтиленовых (ПЭ) пленках?
A2: Размер частиц играет решающую роль, особенно в воздухопроницаемых полиэтиленовых пленках, где карбонат кальция выступает в качестве порообразующего агента. По мере увеличения содержания карбоната кальция (например, от 30% до 50%) прочность на разрыв может незначительно снижаться, но пористость значительно увеличивается, что приводит к гораздо большей проницаемости пленки. Кроме того, использование оптимального размера ячейки (например, 1250 меш) может улучшить газоселективность пленки (коэффициент пропускания O₂/CO₂), повышая ее свойства сохранения свежести.
Эпический порошок
В Эпический порошокМы предлагаем широкий ассортимент оборудование Мы разрабатываем модели и создаем индивидуальные решения, отвечающие вашим конкретным потребностям. Наша команда имеет более чем 20-летний опыт в обработке различных порошков. Компания Epic Powder специализируется на технологиях обработки мелкодисперсных порошков для минеральной, химической, пищевой, фармацевтической и других отраслей промышленности.
Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной консультации и получения индивидуальных решений!
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем EPIC Powder. Зельда для любых дальнейших запросов».
— Эмили Чен, Инженер