Il carbonato di calcio è il primo riempitivo utilizzato nell'industria della plastica, ampiamente impiegato in pellicole, profili, tubi, tessuti plastici, pelle artificiale e altri prodotti industriali in plastica. Può sostituire i costosi pigmenti bianchi, svolgendo un ruolo importante nello sbiancamento, nel miglioramento della lucentezza e della planarità della superficie del prodotto.
Quindi, quali sono gli indici del carbonato di calcio per l'industria della plastica? Perché sono richiesti questi indicatori?
Contenuto di calcio
Il contenuto di calcio è un importante indice tecnico di qualità del carbonato di calcio. Il masterbatch modificato richiede un elevato contenuto di calcio del carbonato di calcio, generalmente superiore a 98%. Maggiore è il contenuto di calcio, più stabili sono le prestazioni di lavorazione del carbonato di calcio. Quando il contenuto di calcio è basso, aumenterà il contenuto di metalli pesanti e altri non metalli e altre impurità, il che non solo influisce sull'uso del carbonato di calcio, ma influisce anche sulla tecnologia di lavorazione, influisce sulla qualità dei prodotti o causa danni alle apparecchiature di lavorazione.
Bianchezza
La bianchezza del carbonato di calcio influisce direttamente sulla bianchezza e sulla colorazione del masterbatch modificato. Il requisito di bianchezza del carbonato di calcio per il masterbatch modificato è molto rigoroso. Attualmente, la bianchezza del carbonato di calcio per 400 mesh deve essere superiore a 95%, e la bianchezza del carbonato di calcio lavorato con alcuni minerali può raggiungere circa 97%. Alcuni produttori di masterbatch modificato, al fine di aumentare la bianchezza del prodotto, aggiungono spesso un agente sbiancante fluorescente. Tuttavia, a causa della reazione di decomposizione ad alte temperature e ad alto sforzo di taglio dei componenti chimici dell'agente sbiancante fluorescente, se la selezione del tipo di agente sbiancante fluorescente non è appropriata o se ne aggiunge troppo, non solo si verifica l'ingiallimento del prodotto dovuto alla decomposizione, ma si possono anche osservare fenomeni di agglomerazione e dispersione non coesiva. Per motivi di salute e sicurezza, l'agente sbiancante fluorescente, a contatto con il corpo umano, può provocare un certo grado di irritazione e pertanto non dovrebbe essere utilizzato.
Il colore è anche un indicatore tecnico molto importante del carbonato di calcio, i determinanti della temperatura e del colore sono la struttura e l'origine del minerale. Questi fattori influenzeranno direttamente la colorabilità dei prodotti in plastica, influenzando il colore e la lucentezza dei prodotti in plastica. Pertanto, il candore e la tonalità del carbonato di calcio sono importanti indicatori tecnici che non possono essere ignorati.
Contenuto di umidità e sostanze volatili
Le materie prime del carbonato di calcio (marmo naturale, calcite, ecc.) generalmente non contengono acqua strutturale. Dopo essere state trasformate in polvere ultrafine, è facile che siano umide e assorbano acqua umida durante la lavorazione, lo stoccaggio e il trasporto. Il carbonato di calcio a volte contiene tracce di sostanze volatili, che possono influenzare il masterbatch modificato e i prodotti in plastica se il contenuto è troppo elevato.
L'umidità e il contenuto volatile nel carbonato di calcio devono essere controllati a circa 0,3%, l'applicazione effettiva, il contenuto di umidità del prodotto ≥ 0,3%, è facile influenzare la qualità del prodotto, in modo che la rugosità della superficie del prodotto, bolle, bruciature, decomposizione e altri fenomeni. Pertanto, è molto importante controllare il contenuto di umidità sulla qualità del masterbatch modificato e il metodo comunemente utilizzato è quello di utilizzare il riscaldamento e l'essiccazione del miscelatore ad alta velocità per eliminare l'umidità.
Nella produzione di masterbatch modificato con elevato contenuto di carbonato di calcio, si cerca di evitare l'uso di infiltrazioni in serbatoi d'acqua, di tagli a striscia e di processi di granulazione ad anello d'acqua, di utilizzo di processi di granulazione a secco con rete cingolata e di processi di granulazione a caldo della superficie di rettifica, con la premessa di migliorare la produzione, ridurre al minimo l'umidità e il contenuto volatile del masterbatch modificato, per garantire la qualità dei prodotti masterbatch modificati.
Distribuzione dimensionale delle particelle
La distribuzione granulometrica del carbonato di calcio è un importante indice di controllo qualità per i masterbatch modificati. L'analisi granulometrica delle polveri minerali inorganiche viene comunemente utilizzata con metodi di setacciatura più semplici, le cui specifiche sono espresse in "mesh". Il cosiddetto mesh rappresenta il numero di fori per pollice del setaccio. Tuttavia, il metodo più accurato e scientifico per l'analisi granulometrica consiste nell'utilizzare la dimensione effettiva delle particelle misurate, espressa in micron (μm).
Il metodo di setacciatura è uno dei metodi di analisi delle dimensioni delle particelle più tradizionali, ovvero la disperdibilità di una buona polvere ultrafine con un certo numero di setaccio a maglie, setaccio attraverso il setaccio e il rapporto in peso della polvere setacciata che è il tasso di setacciatura. Comunemente utilizzato setaccio standard più fine 500 mesh (equivalente a 25 μm circa), il nuovo setaccio di elettrodeposizione può essere setacciato fino a 5 μm (2500 mesh) di polvere, ma il tempo di setacciatura è lungo, facile da intasare. Per polveri ultrafini inferiori a 10 μm (1250 mesh), utilizzando il metodo di setacciatura, è difficile da utilizzare per l'analisi e il rilevamento delle dimensioni delle particelle.
In pratica, l'intervallo di distribuzione delle dimensioni delle particelle di carbonato di calcio e altri materiali granulari presenta grandi fluttuazioni, più è ristretto l'intervallo di distribuzione delle dimensioni delle particelle, più stabile è la prestazione del materiale, più è ampio l'intervallo di distribuzione delle dimensioni delle particelle, peggiore è la prestazione del materiale. Ad esempio, 1250 scopi di carbonato di calcio, la dimensione delle particelle dovrebbe essere di circa 10μm, se la distribuzione delle dimensioni delle particelle nel 5 ~ 38μm, sebbene il calcolo teorico della dimensione media delle particelle possa essere vicino a 10μm, ma a causa delle piccole dimensioni delle particelle, l'area superficiale specifica è ampia, facile da coesione in un gruppo; e la dimensione delle particelle dei prodotti di grandi dimensioni causata dalla rugosità superficiale e da altri fenomeni, quindi le sue prestazioni di lavorazione, le proprietà meccaniche, ecc. saranno influenzate.
Forma delle particelle
La forma delle particelle di carbonato di calcio è divisa in poligonali, piatte, prismatiche, rettangolari, a barra lunga, altre forme irregolari e altre forme di particelle in base alla struttura del minerale.
La forma delle particelle di carbonato di calcio ha una grande influenza sulla tecnologia di lavorazione, sulla qualità del prodotto, sulla fluidità di fusione e sulle proprietà meccaniche del masterbatch modificato. La forma poligonale, poligonale e rettangolare del carbonato di calcio nel processo di masterbatch modificato presenta una buona fluidità di fusione, facilita il rivestimento con agente accoppiante e la reticolazione, riducendo l'usura delle apparecchiature di lavorazione. Lo svantaggio è che, se applicato a prodotti in plastica, il masterbatch modificato può facilmente influenzarne le proprietà meccaniche (come la resistenza alla trazione, il modulo di flessione, ecc.).
Le particelle piatte e lunghe di carbonato di calcio a forma di bastoncino hanno una superficie relativamente ampia, nell'agente di accoppiamento masterbatch modificato, il plastificante e altri additivi devono essere aumentati in modo appropriato. Altrimenti, è facile causare un rivestimento irregolare, scarsa fluidità della fusione, aumento della potenza dell'ospite, aumento della resistenza della testa, ma anche produrre decomposizione da surriscaldamento e altri fenomeni. Tuttavia, questo tipo di forma del materiale è vantaggioso per le proprietà fisiche dei prodotti in plastica, può migliorare la resistenza alla trazione, la resistenza alla flessione, ridurre il restringimento dei prodotti in plastica.
Contenuto di altri componenti
Il carbonato di calcio nei componenti chimici e nelle impurità metalliche e altri componenti del contenuto di carbonato di calcio hanno anche un certo impatto sulla qualità del carbonato di calcio, nel masterbatch di modifica della plastica e nei prodotti in plastica avranno un certo impatto sull'applicazione. Il carbonato di calcio contiene generalmente una piccola quantità di ossido di magnesio (MgO), biossido di silicio (SiO2), ossido di ferro (Fe2O3), allumina e tracce di metalli pesanti (alluminio, arsenico, mercurio, ecc.). Con l'origine e i diversi minerali, anche gli altri componenti del contenuto sono diversi.
La durezza del carbonato di calcio in MgO è bassa, la bianchezza è leggermente inferiore a quella del carbonato di calcio, la stabilità chimica e le prestazioni di lavorazione sono simili a quelle del carbonato di calcio, il carbonato di calcio in genere non avrà un impatto maggiore sul carbonato di calcio.
SiO2 appartiene alla quarzite naturale, la sua area superficiale specifica è piccola, buona mobilità. Tuttavia, SiO2 ha un'elevata durezza (durezza Mohs 7), grave usura delle attrezzature, specialmente nel rivestimento irregolare o nel dosaggio del plastificante, particolarmente evidente. Masterbatch modificato riempito se utilizzato nella produzione e lavorazione del filo piatto in polipropilene, l'utensile da taglio ad alta velocità è facile da produrre collisioni e spesso danneggia il bordo del coltello, influenzando la produzione e la lavorazione.
Il contenuto di Fe2O3 nel carbonato di calcio è molto basso, ma il ferro e gli additivi chimici subiscono facilmente alterazioni chimiche durante la miscelazione e la lavorazione. Fe2O3 si decompone facilmente e ingiallisce se riscaldato, influenzando il colore bianco e l'aspetto del masterbatch modificato, quindi non bisogna ignorare Fe2O3 nel materiale masterbatch modificato.
Minore è il contenuto di SiO2 e Fe2O3 nel carbonato di calcio, minore è l'impatto sulla qualità del masterbatch modificato; in genere, si può usare acido cloridrico 5% per diluire la soluzione in una capsula di vetro per aggiungere carbonato di calcio per l'analisi chimica e osservare la quantità di precipitati nella soluzione per determinare il contenuto di SiO2; il colore della soluzione è leggermente giallo, a indicare che il contenuto di Fe2O3 è maggiore.