中國粉體網(wǎng)訊

1塑料水瓶帶來的啟示

近日，一條來自蘋果官方的信息“在iPhone13中，天線是回收的塑料水瓶制造的!”突然引發(fā)網(wǎng)友熱議。據(jù)蘋果官方的回應(yīng)，由于致力于環(huán)保，他們將塑料水瓶升級(jí)改造成一種更強(qiáng)大的高性能材料，以制造天線。

蘋果官方顯示的“塑料水瓶”材料利用相關(guān)內(nèi)容

網(wǎng)友可能覺得很“新鮮”，不過在“閱”的各位對(duì)塑料“搖身一變”就改性的事兒，應(yīng)該都不陌生。

其實(shí)，近些年廢舊塑料回收+改性+再利用的趨勢越來越明顯，塑料的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”也被大眾所贊同。廢舊塑料回收是經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化，重新生成與石油基塑料同等品質(zhì)的新塑料的過程。改性塑料，一種在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過填充、共混、增強(qiáng)等方法加工改性，提高了阻燃性、強(qiáng)度、抗沖擊性、韌性等性能的塑料制品。

話講一圈，塑料變塑料，還是塑料。不同的是，塑料性質(zhì)變了，性能提升了。今天我們看見的是，“塑料水瓶變天線”，而“明天”可以出現(xiàn)各種改性塑料，它們被應(yīng)用在各式各樣的場景，也經(jīng)歷著“身價(jià)翻倍”的奇遇。塑料有那么多種類，碳酸鈣有那么多屬性，無論是塑料還是碳酸鈣，功能化產(chǎn)品都有無限可能。誠然，著眼哪個(gè)塑料應(yīng)用領(lǐng)域，能否走進(jìn)新細(xì)分領(lǐng)域，這需要技術(shù)、資金、市場等等一系列因素共同作用，不過我們思維的火花需要一直閃亮。

2碳酸鈣與塑料改性

目前，碳酸鈣是塑料中使用最廣泛的填充劑之一，其價(jià)格低廉，來源廣泛，相對(duì)密度較小，在塑料中除具有增量作用外，還有改善加工性能和制品性能的功效。

在塑料制品中，輕質(zhì)碳酸鈣的最大特點(diǎn)是有補(bǔ)強(qiáng)作用，可提高制品的沖擊強(qiáng)度。重質(zhì)碳酸鈣用于塑料可降低成本，與樹脂親和性好，分散度高，折射率與塑料相近，易著色，并能改善塑料制品的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。納米碳酸鈣主要應(yīng)用于高檔塑料制品，使改性塑料的剛性、韌性等多項(xiàng)指標(biāo)得到明顯提升。

3碳酸鈣粉體對(duì)塑料的特殊改性效果

3.1對(duì)拉伸和沖擊性能的影響

碳酸鈣具有提高塑料薄膜拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的效果，而補(bǔ)強(qiáng)效果直接受碳酸鈣粒度和表面改性的影響。

粒度大小的影響：碳酸鈣的粒度不同，對(duì)塑料的改性效果不同，具體見表1所示。一般粒徑在1000目以下，主要用于增量改性；粒徑在1000~3000目，添加量在10%以下，有一定改性效果；粒徑在5000目以上，屬于功能碳酸鈣，具有明顯的改性效果，可以改善拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。納米級(jí)碳酸鈣雖然粒度更細(xì)，但因目前難以分散，只能做到與8000目碳酸鈣一樣的改性效果。

表Ⅰ不同粒徑的重質(zhì)碳酸鈣對(duì)PP復(fù)合材料的性能影響

來源：王文廣教授

表面處理的影響：粒度適當(dāng)?shù)奶妓徕}如果表面處理的好，可以改善復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。

3.2燃燒時(shí)的抑煙作用

CaCO₃具有優(yōu)異的抑煙作用，其原理在于它可以和煙霧中的鹵化氫反應(yīng)（捕捉），使之生成穩(wěn)定的CaCl₂。因此凡在燃燒時(shí)產(chǎn)生鹵化氫的聚合物，如氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯丁橡膠等，都可以用CaCO₃作為抑煙劑。

3.3增大導(dǎo)熱速率

碳酸鈣的加入提高了薄膜的導(dǎo)熱速率，從而使吹塑薄膜的膜泡冷卻比較快，提高生產(chǎn)效率，提高擠出機(jī)產(chǎn)量。

3.4提高流動(dòng)性

碳酸鈣可以提高復(fù)合體系的流動(dòng)性，減少熔體粘度和擠出機(jī)扭矩，增加擠出機(jī)產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率。不同品種碳酸鈣對(duì)流動(dòng)影響不同，具體復(fù)合材料流動(dòng)性大小順序大方解石碳酸鈣>大理石碳酸鈣、白云石碳酸鈣>小方解石碳酸鈣>輕質(zhì)碳酸鈣。

3.5配色性能

替代部分白色顏料：高白度的碳酸鈣可以替代部分鈦白粉，從而節(jié)省成本。大方解石碳酸鈣因?yàn)榘锥雀�、遮蓋力大而被常用。

表Ⅱ一些無機(jī)、有機(jī)顏料的遮蓋力

來源：王文廣教授

對(duì)著色的影響：碳酸鈣本色為白色，對(duì)鮮艷的彩色有影響，配不出鮮艷的色彩；配黑色也有影響，配不出特別黑的顏色。

表Ⅲ各種白色材料的折射率

來源：王文廣教授

對(duì)色光的影響：碳酸鈣除了白色本色外，往往還帶有不同的色光，會(huì)影響顏色的純正性。色光為物體主顏色之外帶有的附帶顏色，色環(huán)直徑兩端的色光為互補(bǔ)關(guān)系，如藍(lán)色的補(bǔ)色為黃色，混合可得到白光，是消除色光有效辦法。

改進(jìn)塑料制品的散光性：碳酸鈣的加入對(duì)塑料制品不是增加光澤度，而是起到降低光澤度的消光作用。

3.6增加透氣性能

填充碳酸鈣的塑料薄膜，在拉伸時(shí)會(huì)在薄膜中產(chǎn)生微小氣孔，只能透過水蒸氣而不能透過液體水，因此可用于生產(chǎn)透氣塑料制品。例如，典型的透氣膜就是大量碳酸鈣填充和薄膜拉伸制成的。

3.7促進(jìn)制品降解性能

含有碳酸鈣的聚乙烯塑料袋埋于地下后，碳酸鈣有可能與二氧化碳和水反應(yīng)生成可以溶于水的Ca(HCO₃)₂離開薄膜，在薄膜上留下微細(xì)的孔洞，增大塑料薄膜與周圍空氣和微生物接觸的面積，從而促進(jìn)制品降解。

3.8起到成核作用

納米CaCO₃對(duì)聚丙烯的結(jié)晶成核有誘導(dǎo)作用，可以增加β晶含量，從而提高聚丙烯的沖擊韌性。

3.9降低PA塑料的吸水性

PA/碳酸鈣復(fù)合材料的吸水性要低于PA純樹脂，例如在PA6中填充25%的碳酸鈣，復(fù)合材料的吸水率降低56%。

3.10改善表面性能

碳酸鈣可以增加復(fù)合材料的表面張力，并且具有優(yōu)異的吸附性，因此可以改善復(fù)合材料的電鍍性、涂覆性和印刷性能。

結(jié)語

目前，碳酸鈣在塑料領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)成熟，技術(shù)和設(shè)備發(fā)展水平基本同步。而下一步，廣大碳酸鈣生產(chǎn)商能否著眼市場和技術(shù)前沿，如何做好迎接“限塑令”帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并將綠色發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)融入到產(chǎn)品之中，將實(shí)實(shí)在在關(guān)乎企業(yè)未來生存與發(fā)展。

參考來源：

王文廣教授塑料配方與改性咨詢、中國粉體網(wǎng)、蘋果官網(wǎng)、百科等