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聚氯乙烯塑料用填料制备及应用(下)

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3 碳酸钙在硬质聚氯乙烯塑料(PVCU)管材及型村中的应用
3.1 轻质碳酸钙与重质碳酸钙
碳酸钙是用途最广、用量最大、适用性最强的塑料用填料。常用的碳酸钙分为轻质碳酸钙 (亦称沉淀碳酸钙)和重质碳酸钙 (以下分别简称为轻钙、重钙)两大类,前者是通过化学方 法制成的,后者则主要通过机械破碎、研磨分选的方法得到的。轻钙和重钙并非轻重之分, 它们的密度分别为 2.4~2.6g/cm3和2.6~2.9g/cm3,差别不大,其主要区别在于视 密度不同,即同等重量的粉末,自然堆砌的体积相差较大,工业上用沉降体积将其区分,即 在无水乙醇中单位质量的碳酸钙粉末自然沉降堆积在一起的体积。通常轻钙的沉降体积都是 在2.5mL/g以上,而重质碳酸钙因矿石晶形不同,化学组成不同而有所不同,一般为1.2 ~1.9mL/g。
普通轻钙的颗粒在充分分散开来的情况下呈枣核形,长径约 5~12μm,短径为1~3μm, 平均粉径为2~3μm。但由于末经过表面处理,在轻钙生成并经脱水、干燥后,往往众多粒 子凝聚在一起形成像葡萄嘟噜一样的团粒,因此在国标中对轻钙的质量要求仅仅是从125μm 和45μm筛余物上来判断,并没有直接反映出真实的粒径大小和分布。
重质碳酸钙在粉碎和研磨过程中,所获得的颗粒粒径大小不同,而且存在由小到大在一定 范围内的某种形式的分布。我们通过分选可以控制重钙粉末的最大粉径和粒径分布的形式, 以满足塑料填充时的需要。
3.2 轻钙,重钙在PVCU管材和型材中应用比较
我国塑料行业使用填料的历史追溯到上个世纪60年代,限于当时的原料和技术条件,主 要沿袭在橡胶工业中使用碳酸钙填料的经验,因此填充改性的历史是从使用已在橡胶工业惯 用的轻质碳酸钙开始的。直至80年代初期,一些以方解石、大理石为原料的资源型乡镇工业 兴起,经雷蒙磨研磨制成的最大粒径为40μm 左右的重钙粉末大批量出现,并在聚烯烃拉伸 制品如打包带、编织袋等产品中使用获得成功,重钙才正式走入塑料加工行业。随着日本等 发达国家的钙塑技术传入我国,人们对塑料用填料的认识不断深入,重钙的应用越来越广泛 ,其用量的增长远远超过轻钙,据估计目前用于塑料行业的碳酸钙填料大约一百多万吨,其 中重钙和轻钙大约各占一半。
重钙的质量好坏取决于化学组成、白度、粒径及其分布等方面,但从20余年的生产和推 广经验看,能否在塑料行业中成功地应用,主要取决于矿石。占有天然资源优势的重钙企业 以质高价廉的产品占据了大片市场,也包括原来使用轻钙为填料的领域换成使用重钙。重钙 生产厂家希望获得更大的市场份额,希望原来使用轻钙填料的塑料加工企业都把填料换成重 钙,但是这一愿望遭到许多塑料加工企业的拒绝,成为目前碳酸生产企业和塑料加工企业都 非常关注的话题-到底是用轻钙好,还是重钙好?
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