塑料行業(yè)是目前世界上納米碳酸鈣使用最多的行業(yè),它可以充當塑料的調節(jié)劑和增強劑,需求量非常大。由于納米碳酸鈣分散性較好,能夠很好地去除塑料中的空隙及氣泡,使塑料可以更均勻地收縮,提升塑料的機械性能及熱穩(wěn)定性。
塑料行業(yè)對納米碳酸鈣的技術要求主要有:
吸油值:塑料行業(yè)對納米碳酸鈣的吸油值要求一般都很低,因為納米碳酸鈣的粒徑小,比表面積大,如果吸油值大則混煉時消耗的增塑劑就多,使體系粘度升高,不僅影響了加工性能,而且使生產成本上升。
晶形:納米碳酸鈣形貌分為:立方形、近球形、紡錘形、棒形、鏈狀、針狀等。以吸油值較低的立方體,或立方體部分呈鏈鎖狀和球形為宜。
粒徑:應用于塑料中的納米碳酸鈣粒徑一般控制在80-120nm左右,粒徑過大不能體現納米碳酸鈣的效果,影響制品的表面光滑;粒徑過小會導致表面能增加,顆粒團聚嚴重,加工時不易完全分散,導致制品表面出現顆粒。
分散性:應選擇高分散性的納米碳酸鈣,如果納米碳酸鈣團聚嚴重,則二次粒徑會比一次粒徑大得多,而塑料加工混煉剪切力不是太強,有些團聚嚴重的納米碳酸鈣不容易打散,在應用時會引起局部缺陷,導致產品質量出現問題。
水分:水分控制應不高于0.5%,若水分過高,會使塑料表面產生氣泡或空鼓等現象。
pH值:納米碳酸鈣的pH值應控制在10以下,若PH值偏高,會影響制品的白度,表面光澤度,使外觀變差,同時pH高還會使體系的粘度升高,影響加工過程。
鹽酸不溶物:主要是指產品中的黑點、黃點等雜質顆粒,需要嚴格控制,否則顆粒較多時,容易造成加工過程中擠出機過濾網頻繁堵塞,影響生產效率,有時在制品表面形成明顯的黑點,影響制品外觀質量;含鐵的細小顆粒有可能使制品的黃度升高、白度降低,用于淺色制品的納米碳酸鈣要特別注意。
在應用于塑料行業(yè)的各種非金屬礦粉材料中,碳酸鈣用量最大,約占到塑料添加劑總量的60~70%,但在高性能化應用研究中仍存在很多問題,特別是如何解決納米碳酸鈣的團聚,如何改進納米碳酸鈣分散效果,如何提升復合材料的粘結強度等方面尚未有效解決。