碳酸鈣具有原料易得、價格低廉、穩定性好、無獨等諸多優點,用于填充HDPE,不僅可降低材料成本且可起增韌補強、提高材料抗沖擊強度、改善材料彈性模量和拉伸性能等作用,已成為HDPE重要的的填充材料之一。
一、偶聯劑活化碳酸鈣改性HDPE:經偶聯劑處理的微米碳酸鈣與高聚物鏈段間的相互作用可減緩或限制鏈段間的運動,使復合材料的銀紋減少沖擊韌性提高。在再生HDPE加入2%歸烷偶聯劑活化納米CaCO3,可使改性樹脂的拉伸、彎曲、沖擊性能均有明顯提高,接近甚至達到工程塑料的水平。
二、有機物活化碳酸鈣改性HDPE:用于改性碳酸鈣粉體常見的有機物有脂肪酸(鹽)、硬酯酸等。利用脂肪酸處理CaCO3用于填充改性再生HDPE,復合材料的熔點升高、抗拉應力和沖擊強度比HDPE有顯著提高。用硬脂酸處理CaCO3用于改性HDPE發現該復合材料在較低溫度下還能保持較高的沖擊韌性和斷裂伸長率,這主要歸因于CaCO3的成核效應減少了材料的球晶尺寸的形成,使材料的楊氏模量和屈服強度提高。
三、聚合物活化碳酸鈣改性再生HDPE:聚合物表面處理可分為反應性纖維素表面處理和接枝聚合物表面處理兩種。通過界面改性,制備以CaCO3為核,馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物彈性體(POE)為殼的(再生HDPE/POE/CaCO3)三元復合材料,由于“核-殼”結構的形成,彈性體和CaCO3表現出協同的增韌作用,同未經表面處理的CaCO3復合材料相比,在相同的CaCO3含量的情況下,表面處理的CaCO3由于與彈性體形成更強的界面粘結,使得三元復合材料的“脆-韌”轉變發生在較低的彈性體含量。經表面活性劑活化后的納米碳酸鈣由于分散性的提高、與HDPE基體之間的纏結作用加強而使復合材料性能得到較大提高,未經活化的納米碳酸鈣由于易產生團聚作用,在HDPE中成為應力點,反而會降低復合材料的性能。
改性碳酸鈣是一種填料的用途,如果沒有進行表面加工處理的話,容易造成在高聚物中分散不均勻,從而造成兩種材料的界面缺陷,因此需要改進碳酸鈣填料
的應用性能?;钚蕴妓徕}(又稱改性碳酸鈣)是以普通碳酸鈣粉體(有重鈣和輕鈣之分)為基料,采用多功能表面活性劑和復合型高校加工助劑,對無機粉體表面進
行改性活化處理而成。
常用改性劑及處理方法
對于重鈣,常用的表面改性劑為硬以酯酸及其鹽、偶聯劑等。
1、硬酯酸及其鹽(圖1)
常用的改性方法是將碳酸鈣進行干燥,除去水份,在改性設備中進行。干度控制在100-110℃,時間0。5-1。0h或更短即可。將干燥后的重鈣加入改性設備,邊
攪拌邊加入硬酯酸或其鹽。硬酯酸的用量約為碳酸鈣質量的0。8-1。0%。反應溫度控制在100℃左右、時間15-30min,產品即可進行包裝。
2、偶聯劑
鈦酸酯偶聯劑:鈦酸酯偶聯劑根據網撞子結構和礦物表面偶聯劑的構型,分為單烷氧基型、螯合型、配位型三種。
單烷氧型。除焦臨酸酯基外,因耐水性差,只能將偶聯劑用或惰性無水增塑劑稀釋,溶劑和偶聯劑質量比應大于1,經充分攪拌溶解后,滴加或噴灑到
預先烘干的重鈣粉體表面拌勻,在90-100℃的改性設備中攪拌15min以上即可。也可將碳酸鈣放入含有偶聯劑溶劑中攪拌均勻,偶聯劑將重鈣包裹后,把多余的溶
劑脫除。
螯合型。耐水性能好,可在水相中包覆重鈣粉體,但大多不溶于水,可用水性溶劑、表面活性劑或高速攪拌等法,促使乳化分散在水中。含磷酸基、焦磷酸基
及磺酸基的鈦酸酯可用胺類試劑使之季胺化后溶于水。如用KR-138S螯合型偶聯劑對碳酸鈣粉進行改性時,將1份KR-138S和0。5份三乙胺混合制成季胺鹽,并分散
600份水中,加入200份碳酸鈣,充分攪勻,脫水,烘干即可。
配位型。配位型偶聯劑和螯合型的用法相似,因為耐水性好并且大多數不溶于水,因此可先將其溶中再包覆碳酸鈣粉料。
通過實驗數據比對發現,偶聯劑的改性效果優于硬酯酸的改性效果,特別是鈦酸酯偶聯劑更為明顯。由于偶聯劑與碳酸鈣表面的羥基作用形成化學鍵,在碳酸
鈣表面覆蓋一層偶聯劑單分子膜;并且鈦酸酯偶聯劑另一端與高分子聚合物相混溶,使碳酸鈣與PVC結合得很好,制品具有很好的彈性和抗沖擊性能。
我司生產的重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣顏色白,顆粒較細,能適用于紙張表面的涂布。一般涂布總是一個復合配方,有碳酸鈣有瓷土,也有二氧化鈦或煅燒高嶺土CMC等等,后成為漿狀,再用棒式氣刀、涂于紙張表層,加入碳酸鈣后能使紙的亮度、白度、油墨吸收性等特性有較大改觀。
在銅版紙中碳酸鈣的用途和白板紙中相同,所不同的是銅版紙的蕊紙很薄,而且雙面涂布相對來講,碳酸鈣涂布料占紙的重量比重就高得多。
另外還有定量涂布紙,涂布牛皮紙等,都可使用我司生產的造紙涂布碳酸鈣。
涂布碳酸鈣不同于填料碳酸鈣,我司現生產的造紙涂布使用的碳酸鈣具有較好的油墨吸收性、光澤性,涂料的流動性好,達到高含固量。這些性能對于涂布十分重要,特別是碳酸鈣加添之后可以把涂布料的含量提高,是十分重要的性能,對減少造紙成本,提高紙張質量能起到關鍵的作用。