(中国粉技术网/班建伟)填充改性早已从实现单纯的增量、替代树脂、降低原料成本等目标提升到改善基体塑料某些方面的性能,如提高刚性、耐热性、冲击韧性等。如今随着塑料材料越来越广泛的应用,各方面对其提出更多的要求,随着时代的进步,消费档次和观念的提升,填充塑料的功能化和生态化已提上日程。功能化就是高分子材料本不具备的性能通过加入填料及相应的助剂,可以具有和纯塑料完全不同的功能,如阻燃性、抗静电性、磁性、阻隔性等,而生态化是指在填充塑料加工过程中保持良好的环境、节能、降耗,近年来更是强调杜绝粉尘、去除异味、绿色环保等更高层次的境界,而且已经取得长足的进步!
(1)微孔硅酸钙的吸附能力及在聚乙烯无滴膜中的缓释及保温作用
功能性农用棚膜的重要功能性是无滴和保温。我国目前生产的流滴剂加入到农膜中可以起到流滴作用,但时间短于薄膜的寿命,即无滴膜在农膜使用后期已将流滴剂消耗殆尽,其主要原因是所使用的流滴剂与PE分子的相容性不好,从薄膜中心迁移到膜表面发挥流滴作用是必须的,但迁移过快,消耗的也快,致使流滴剂的作用与薄膜的使用寿命不能同步。
微孔硅酸钙致密繁多的微孔可以吸附流滴剂,拖延其向薄膜表面迁移的时间,从而达到缓释作用,延长流滴剂发挥作用的时间。河南焦作咏春塑胶有限公司的试验表明,在不影响薄膜力学性能,甚至还有所提高的情况下可有效延长流滴剂的作用时间,见表6。
表1 三种聚乙烯无滴薄膜的常规性能
样号 |
保温剂类型 |
厚度偏差 |
拉伸性能 |
裤型
撕裂强度 |
透
光
率 |
雾
度 |
流滴失
效时间 |
公称
厚度 |
极限
偏差 |
平均
偏差 |
拉伸强度 |
断裂伸长率 |
纵向 |
横向 |
纵向 |
横向 |
纵向 |
横向 |
mm |
% |
|
MPa |
% |
kN/m |
% |
% |
h |
GB4455-2006
指标要求 |
0.080 |
≤
±28 |
≤
±10 |
≥16.00 |
≥16.00 |
≥300.00 |
≥300.00 |
≥60
(直角撕裂) |
≥85 |
≤35 |
≥144 |
PE/F-0 |
/ |
0.080 |
12.50 |
-3.13 |
27.99 |
22.91 |
1702.50 |
1373.75 |
78.65 |
91.56 |
91.1 |
14.2 |
0.2 |
PE/F-1 |
滑石粉 |
0.080 |
11.25 |
3.44 |
27.12 |
26.36 |
1677.50 |
1685.00 |
76.11 |
98.63 |
90.2 |
26.2 |
36.0 |
PE/F-2 |
CaSiO3 |
0.080 |
16.25 |
9.25 |
30.85 |
26.33 |
1806.25 |
1614.06 |
86.16 |
98.21 |
90.0 |
21.5 |
63.0 |
研究表明,滑石粉可阻隔红外线,加有滑石粉的农膜因滑石粉的存在,在夜间薄膜的红外线性越好,热量以红外线方式辐射穿过棚膜散失的能力越弱,因而使热量得以保留在塑料大棚内。微孔硅酸钙在成为流滴剂的缓释剂的同时,同样具有与滑石粉类似的红外阻隔作用,成为农用棚膜的保温剂,而且其保温作用比滑石粉还要好,见图1、图2、图3。

图1 PE白膜参比样的FT-IR谱图
图2 采用滑石粉所得PE流滴膜的FT-IR谱图

图3 采用硅酸钙所得PE流滴薄薄膜的FT-IR谱图
(2)微孔硅酸钙高吸附性环保母料
利用微孔硅酸钙具有致密的、纳米尺度的微孔结构,可以制成吸附异味或有害气体的环保型母料。母料和与之对比的其它二种母料的物理力学性能见表2。
表2 母料物理机械性能
母料名称 |
比重/(g/cm3) |
维卡软
化点/℃ |
悬臂梁
缺口冲击
/(kJ/m2) |
拉伸强度
/MPa |
屈服强度
/MPa |
断裂强度
/MPa |
断裂伸
长率/% |
微孔
硅酸钙母料 |
1.495 |
116.8 |
16.94 |
11.45 |
9.72 |
11.23 |
3.8 |
碳酸钙母料 |
1.682 |
124.5 |
12.64 |
10.89 |
9.08 |
10.72 |
3.6 |
硫酸钡母料 |
4.326 |
131.6 |
13.20 |
11.29 |
8.01 |
10.16 |
2.4 |
研究结果表明,硅酸钙母料对甲醛吸附作用明显,24小时的吸附量达到2.7%,而碳酸钙母料和硫酸钡母料都不具有吸附甲醛的能力。
研究结果还表明,当使用微孔硅酸钙母料生产SY320-720型厚2mm的塑料板材时,按HDPE:母料=60:40比例挤出压延成型时,使用碳酸钙母料时,挤出模口有烟、有味,而换成微孔硅酸钙时,模口处的烟雾和异味都消失了,而且板材表面光泽度良好,着色性能也更优异。此时不仅板材的密度从1.28g/cm3下降至1.12%,即下降12.5%,而且力学性能更好,达到了轻量化、功能化、生态化(环保效果)三重改性效果。
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