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碳酸鈣在塑料工業(yè)中的地位與作用
眾所周知，碳酸鈣無論是重質(zhì)碳酸鈣（簡稱重鈣）還是輕質(zhì)碳酸鈣（簡稱輕鈣），是塑料工業(yè)中使用數(shù)量大、應(yīng)用面廣的粉體填料。
我國塑料制品的年產(chǎn)量已超過3000萬噸，以塑料用粉體填料數(shù)量占塑料制總量10%，而碳酸鈣在各種粉體填料總量的70%計算，目前我國塑料工業(yè)每年使用的各種規(guī)格的碳酸鈣至少在210萬噸以上。隨著塑料原料——合成樹脂價格不斷上升，特別是從2003年下半年開始的漲價狂潮暴發(fā)以來，合成樹脂的市場價格已經(jīng)上升50%以上，如低密度聚乙烯已上升到每噸萬元以上，拉絲級聚丙烯已上升至九千多元/噸。眾多塑料加工企業(yè)的目光不約而同地落到廉價的非礦粉體材料上面，特別是碳酸鈣以價格低廉、使用方便、副作用少等眾多優(yōu)點(diǎn)成為塑料加工行業(yè)首選的增量材料，為碳酸鈣行業(yè)帶來巨大商機(jī)。
碳酸鈣作為廉價的填充材料其經(jīng)濟(jì)性是不言而喻的。每年使用二百多萬噸非金屬礦產(chǎn)品代替以石油為原料的合成樹脂，相當(dāng)于國家少建2~3座大型石油化工廠，不僅可以節(jié)約數(shù)百億元的投資，而且節(jié)約下來的是地球上不可再生且日益成為國家必爭的戰(zhàn)略資源的石油，對社會、對國家乃至對整個地球人類都是不可磨滅的貢獻(xiàn)！而對于塑料加工行業(yè)來說，每多使用1%的碳酸鈣等非礦粉體材料，就等于降低100元左右的原材料成本，而100元的差價往往會成為盈虧的分界線，會成為市場競爭力的分水嶺，成為企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵！
多年的應(yīng)用實(shí)踐表明，碳酸鈣不僅可以降低塑料制品的原材料成本，而且還具有改善塑料材料某些性能的作用，例如PP編織袋的色澤由半透明變?yōu)榘咨?/font>及表面性增加有利于印刷等。近幾年來的研究更是獲得可喜成果，多家大專院校和科研單位的研究成果表明，達(dá)到一定細(xì)度的碳酸鈣在使用得當(dāng)時，可顯著提高基體塑料的抗沖擊性能，即碳酸鈣可作為塑料材料的抗沖改性劑使用。
如清華大學(xué)高分子研究所研制的HDPE/CaCO3復(fù)合材料（重量比為1:1），其缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)基體塑料的十倍左右，見表1。
表1 偶聯(lián)劑A1和助偶聯(lián)劑對CaCO3/HDPE復(fù)合體系的缺口沖擊強(qiáng)度的影響
|
CaCO3/HDPE |
A1偶聯(lián)劑用量 （占CaCO3的百分比） |
復(fù)合體系的缺口沖擊強(qiáng)度 （J/m） |
樣條斷裂狀態(tài) |
|
0/100 |
0 |
56.2 |
完全斷裂 |
|
30/70 |
0 |
34.4 |
完全斷裂 |
|
30/70 |
2 |
59.4 |
完全斷裂 |
|
30/70 |
CaCO3復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度較基體塑料提高一倍，見表2。
表2 復(fù)合處理的CaCO3/均聚PP材料的力學(xué)性能
|
序號 |
CaCO3 含量 （wt%） |
CaCO3 粒徑 及分布 ?d（?m） S （?m） |
表面處 理劑品種 |
Charpy 缺口沖 擊強(qiáng)度（kJ/m2） |
拉伸 強(qiáng)度 （MPa） |
彎曲 強(qiáng)度（MPa） |
|
1-1 |
0 |
|
|
6.4 |
31.6 |
66.3 |
|
1-2 |
30 |
1.61 1.06 |
NDZ |
7.2 |
27.2 |
54.3 |
|
1-3 |
30 |
1.61 1.06 |
NDZ+ON337 |
8.3 |
27.5 |
59.4 |
|
1-4 |
30 |
1.61 1.06 |
NDZ+ON337+C |
12.6 |
29.9 |
57.7 |
注：表中PP為F401，MFR=2.4（g/10min），?d為平均粒徑，S為粒徑分布標(biāo)準(zhǔn)離差。
針對塑料制品特別是一次性使用的塑料制品在使用后隨意丟棄造成的“白色污染”，社會各界采取了多種措施，如禁產(chǎn)禁用、收稅限用、以紙代塑、提倡降解等等，但至今收效甚微。從政府到百姓，從生產(chǎn)企業(yè)到科技人員都盼望著以新的科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，提出不帶功利色彩、符合當(dāng)前社會發(fā)展階段、能夠切實(shí)解決問題的途徑和辦法。正是在這種背景下，以碳酸鈣為主力軍的無機(jī)粉體材料作為環(huán)境友好塑料改性材料脫穎而出，成為能減輕白色污染又能同時為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和監(jiān)管者三方所接受的新型材料，由此碳酸鈣在塑料中應(yīng)用的第三特征—環(huán)保性無疑將發(fā)揮巨大作用，將為我們碳酸鈣行業(yè)從業(yè)者開辟出全新的市場前景。
福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院的研究成果認(rèn)為，作為“可環(huán)境消納型環(huán)境友好塑料”，添加了光敏劑和碳酸鈣的聚乙烯薄膜具有節(jié)省合成樹脂、促進(jìn)塑料光降解、促進(jìn)塑料填埋后降解、在土壤中碳酸鈣回歸自然無害、焚燒時對環(huán)境危害小等眾多優(yōu)點(diǎn)，而且由于碳酸鈣填充的聚乙烯薄膜在填充量達(dá)30%時仍具有良好的力學(xué)性能，對于制造不易回收或無回收利用價值的一次性使用的包裝材料是非常適合的，將大大減輕廢棄塑料對環(huán)境的壓力和不利影響。
本文來源：中華粉體網(wǎng)
磨粉設(shè)備破碎設(shè)備
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