分享好友 资讯首页 资讯分类 切换频道

活性纳米碳酸钙制备及其对PE薄膜性能的影响

2022-10-25 14:146560碳酸钙研究院
       薄膜主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等树脂制成,具有柔软性、延展性,良好的加工性能和印刷性能,已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域,但是由于树脂生产成本高,对环境影响大,通常需要加入填料降低成本。


由于普通填料的性能问题,会对薄膜的透明性产生影响。目前市场上透明母粒用的滑石填料粒径为微米级,粒子粗,透明性和强度较差;硫酸钠填料为水溶性物质,遇水易溶解,耐水和耐候性能差,以上两种填料并不适应于要求较高的产品。

纳米硫酸钡因其透明性高、光泽度好,常用于对透明度要求较高的薄膜,另一方面其由硫酸与碳酸钡反应制备而成,生产中对环境污染大,且由于其比重大,同样重量的母粒,吹出来的膜面积小,造成薄膜生产成本高。

纳米碳酸钙作为一种新型的填料,粒子尺寸小,比表面积大,可增加塑料薄膜的强度,具有比重小,制造成本低等优点。但是由于纳米碳酸钙粒径较小,易造成团聚与塑料的相溶性差,影响其透明性和分散性。

刘亚雄利用硫酸钡、硬脂酸皂、磷酸酯偶联剂和柠檬酸酯等对纳米碳酸钙进行无机-有机复合改性,考察了活性纳米碳酸钙对PE薄膜性能的影响。

1、活性纳米碳酸钙的制备

制备工艺:将石灰石和无烟煤按10∶1的比例在立窑中混合,煅烧温度1000±100℃,得到石灰和窑气;窑气经净化得到洁净窑气;生石灰与热水在回旋消化机中进行消化反应,得到石灰乳,石灰乳过筛和陈化得到精制石灰乳,调节石灰乳的温度为18~30℃,浓度为6%~10%;将精制石灰乳泵入碳化反应器中,通入洁净窑气(含CO2为30%~35%),加入晶形控制剂(山梨糖醇),搅拌进行碳化反应,制备纳米碳酸钙浆料,当浆液pH值=7~8时,停止碳化;慢慢加入按摩尔比1∶1配制的硫酸钠和氯化钡的水溶液,继续搅拌60min,直到纳米碳酸钙的表面包覆硫酸钡,再继续碳化浆液至pH值≤7时,加入表面改性剂搅拌90min进行活化;经过压滤得到滤饼,滤饼水分为35%~40%;放置在电热恒温干燥箱干燥到水分≤0.5%;经气流粉碎机粉碎后包装得到产品。


2、PE薄膜的制备

     将制备的纳米碳酸钙按下表配方在高速混合机中混合,温度110℃,搅拌5min,得到混合料。

     将混合料加入双螺杆挤出机中,控制加热、恒温、保温、出料区的温度分别为:165、160、155、145℃,挤出、切粒后,按20%的比例加入PE中进行吹膜,制备PE薄膜,进行性能测试。

3、结果分析

(1)晶形控制剂用量对薄膜性能的影响

    山梨糖醇是一种多元醇,可以提高Ca(OH)2的溶解度,促进反应时生成小粒子,增加纳米碳酸钙的比表面积,对提高薄膜的透光率具有积极促进作用。

     随着山梨糖醇用量增加后,粒子变小,比表面积增大,有利于光线绕射,透明率提高;但是比表面积达到一定程度,吸油值增加,加工阻力增大,粒子之间作用力强,造成分散性下降。综合考虑,确定山梨糖醇用量为纳米碳酸钙的0.6%。

(2)包覆硫酸钡用量对薄膜性能的影响

    纳米碳酸钙的形态为立方体,加入硫酸钡包覆纳米碳酸钙主要目的是形成具有海棉结构的沉积层,产生一定的空隙率,改善分散性,提升光的透光率,进而提高透明性。

    随着硫酸钡用量的增加,纳米碳酸钙被硫酸钡包覆,分散性和光透光率变好,当用量达到10%以上后,透光率变化不大,综合考虑成本因素,确定硫酸钡用量为纳米碳酸钙干基量的10%。

(3)表面改性对薄膜性能的影响

    通过硬脂酸皂溶解磷酸酯和柠檬酸三丁酯,包覆到纳米碳酸钙表面,硬脂酸皂可提高分散性,磷酸酯偶联剂具有增强效果,柠檬酸三丁酯增加相溶性,可以降低吸油值,提高分散性和提高光透过率。

    整体来看,当晶形控制剂山梨糖醇用量为纳米碳酸钙的0.6%,按纳米碳酸钙量的10%硫酸钡作为无机表面处剂,采用4%硬脂酸皂、1%酸酯偶联剂和1%柠檬酸酯作为有机表面处理剂,制备的纳米碳酸钙比表面积为30.6m2/g,吸油值为19.2gDOP/100g,电镜测试平均粒径为40nm,激光粒径仪测试D50为0.43μm,制备的PE薄膜,具有良好的分散性,透光率可达88.9%。

    纳米碳酸钙较纳米硫酸钡具有较小的比重,相比纳米硫酸钡母粒比重小50%以上,同样重量的母粒可吹膜的面积更大,可以降低母粒的生产成本。

声明:贵在分享,如有侵权请告知删除!
举报
收藏 0
打赏 0
评论 0
哪些因素可以影响碳酸钙的白度?如何解决?
碳酸钙作为一种广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等行业的无机填料,其白度是衡量产品质量的重要指标之一。白度的高低不仅影响产品的外观,还直接关系到产品的市场价值和应用性能。本文将探讨影响碳酸钙白度的主要因素,并提出相应的解决方案。

0评论2024-10-2436

轻重钙粉体与其基本颗粒二者物理性能的一阶线性关系
轻重钙粉体与其基本颗粒二者物理性能的一阶线性关系

0评论2024-10-1750

碳酸钙生产厂家教你如何选择合适的产品粒径
如何选择合适目数的碳酸钙,通过以下几个方法希望能够帮助大家在使用的时候能够有所参考

0评论2024-09-29106

氢氧化钙产品中氧化钙含量分析的改进方法
对采用干法消化工艺生产的氢氧化钙产品中的氧化钙含量进行了分析,采用加热分解的方法,可以计算出氢氧化钙产品中的氧化钙含量,该分析方法可以更好的对氢氧化钙产品生产质量进行监控。

0评论2024-08-22204

纳米碳酸钙生产用强力碳化器均匀化效果实验研究
纳米碳酸钙作为一种功能性无机纳米材料,在橡胶、塑料、涂料、造纸等众 多领域具有广泛的应用价值。其粒径分布和均匀性是影响产品质量和应用性能的 关键因素之一。强力碳化器作为一种新型高效的碳化设备,其在纳米碳酸钙生产 过程中的均匀化效果受到了广泛关注。然而目前关于强力碳化器均匀化效果的研 究尚不充分,特别是碳化条件对纳米碳酸钙性质的影响机制尚不明确。本研究旨 在通过实验方法系统地研究强力碳化器的均匀化效果及其影响因素,为纳米碳酸 钙的工业化生产和强力碳化器的进一步优化提供理论支持和实践指导。

0评论2024-08-15147

日本地崎立窑在高端钙镁行业的推广应用
日本地崎株式会社研制了一种新型立窑,该立窑系统以区别于传统意义的煅烧方式而闻名海外,并因其煅烧制度可控快调、活性度可控快调、产能可控快调等优越性能得到海外众多高端钙镁生产企业的青睐。

0评论2024-08-07182

电石渣生产绿色纳米碳酸钙的新工艺研究
以电石渣、碱渣、磷尾矿、皀化废渣、磷肥渣等钙镁型废渣为原料生产绿色轻质(纳米)碳酸钙的碳化工艺路线有三种:一是单纯CO2碳化法,只能生产出粒径粗大的普通绿色轻钙产品;二是CO2碳化+湿法研磨可生产D50在1-2μm的微细绿色轻钙;三是可溶性碳酸盐预碳化+CO2碳化所组成的复合碳化法可生产纳米级绿色轻钙。这三种碳化工艺路线为绿色轻质(纳米)碳酸钙形成高、中、低系列化产品提供了方案。双碳战略下,以电石渣为原料来生产绿色微细轻质(纳米)碳酸钙新工艺可实现电石渣的高值化利用、CO2减排、减碳86.7%的绿色微细轻

0评论2024-08-01245

环状硼酸苯酚酯表面改性剂的合成与性能研究
为增强硼酸酯的应用性能,改善重质碳酸钙(GCC)与树脂基材的融合性,使用硼酸、二乙醇胺和苯酚通过两步反应合成得到新型环状硼酸苯酚酯表面改性剂。分别添加1%、1.5%和2%的表面改性剂对GCC进行处理,测试改性前后GCC粉体的吸油值和微观形貌。改性前后的GCC粉体以30%的比例填充聚丙烯(PP),制成GCC/PP复合材料,进行力学性能、流变、熔融指数(MRF)和差示扫描量热测试。结果表明:表面改性剂添加量为2%时,粉体分散性最好,与未改性碳酸钙相比,吸油值降低了14.0 g/100 g;改性粉体在PP基体中

0评论2024-07-25162

纳米碳酸钙干燥设计及设备选型的研究
在纳米碳酸钙干燥工艺设计过程中,对国内常见的干燥设备和不同组合方式进行热量衡算,并结合典型企业的实际工况数据进行对比,确定了以单级网带干燥作为最优化的工艺及设备选型方案,比闪蒸干燥以及闪蒸干燥和网带干燥组合的干燥系统,能降低综合能耗30%以上。

0评论2024-07-18310

轻质碳酸钙生产烘干设备的选型
滤饼干燥是轻质碳酸钙生产较为关键的工序,其装备费用约占生产线总投资的10~20%,发生的生产成本可以占总成本在10~25%,如此大的变动范围,和生产线工艺设计时干燥机主体的选型有着密切的关系。

0评论2024-07-12314