Frekari hagræðingaráætlun fyrir kalsíumkarbónatstyrkt breytt pólýetýlen PE

Pólýetýlen (PE) er eitt af þeim plasttegundum sem hefur vakið mesta athygli í iðnaðarframleiðslu. Það hefur þá kosti að vera framúrskarandi lághitaþol, þol gegn flestum sýru- og basatæringum, gott efnafræðilegt stöðugleiki, hraður mótun og sterkur vinnslutími. Það er mikið notað í umbúðir, byggingarefni, bíla, líffræði og önnur svið. Hins vegar er frekari notkun þess takmörkuð af göllum eins og lélegri hitaþol og tiltölulega lágum vélrænum eiginleikum.

Fínt CaCO3 hefur litla agnastærð og góða dreifingu. Það hefur þá kosti að minnka svitaholur og holrými í plasti og gera rýrnun plasts jafnari. Það er fyllt með pólýetýleni, pólýstýreni, pólývínýlklóríði og pólýprópýleni. Meðal annarra plasttegunda getur það bætt hörku, víddarstöðugleika og stífleika plastvara.

Hins vegar hefur fjöldi rannsókna sýnt að það að nota aðeins kalsíumkarbónat eða önnur fylliefni til að fylla breytt fjölliður eða breyta öðrum efnum skilar oft ekki bestu árangri og afköstin eru tiltölulega einföld. Breyting á efnasamböndum ýmissa ómálmkenndra steinefnadufts hefur oft betri áhrif og getur bætt heildarafköst efnanna. Nú eru fleiri og fleiri rannsóknarforrit.

Rannsóknir Yang Changyou og fleiri hafa sýnt að nanó-CaCO3 getur bætt eindrægni og hitastöðugleika pólýetýlen samsettra efna, og bagasse trefjar (BF) geta bætt kristöllun og seigju samsettra efna. Báðar aðferðirnar geta á áhrifaríkan hátt bætt vélræna eiginleika og afköst samsettra efna.

01 Flokkun pólýetýlen PE

PE er flokkað eftir efnafræðilegri uppbyggingu, hlutfallslegri mólþyngd og fjölliðunaraðferð. Það má aðallega skipta því í þrjá flokka: lágþéttni pólýetýlen (LDPE), háþéttni pólýetýlen (HDPE) og línulegt lágþéttni pólýetýlen (LLDPE).

▷ Lágþéttni pólýetýlen

LDPE hefur breiða hlutfallslega mólþungadreifingu, lága kristöllun og er viðkvæmt fyrir skerþynningarhegðun. Það getur valdið álagsherðingu við mótun, þannig að LDPE hefur góða ljósfræðilega eiginleika og vinnsluhæfni. Þar sem Youngs stuðull kristallaða svæðisins er mun hærri en ókristölluðs svæðisins, eru stífleiki og togstyrkur LDPE lægri, en seigla og teygja við brot eru meiri.
LDPE er aðallega notað í plastumbúðir, landbúnaðarfilmur, sprautumótaðar vörur o.s.frv.

▷Háþéttni pólýetýlen

HDPE pípuútdráttarlína hefur mikla seiglu, stífleika og vélræna eiginleika, en það eldist auðveldlega og afmyndast og yfirborðshörku þess er lág. HDPE er hægt að nota í pípur, sprautusteypu, blásturssteypu, fiskinet, reipi, umbúðafilmur og aðrar vörur. HDPE hefur góða einangrun og er hægt að nota sem umbúðaefni fyrir víra og kapla, sem og hlífar fyrir sum heimilistækja.

▷ Línulegt lágþéttni pólýetýlen

LLDPE er ný tegund af pólýetýleni sem hefur verið þróuð og þróað hratt á undanförnum árum. Það er samfjölliða af etýleni og ólefíni. Í samanburði við lágþéttni pólýetýlen hefur línulegt lágþéttni pólýetýlen svipað útlit, góðan yfirborðsglans, betri lághitaþol en lélegt gegnsæi. LLDPE nær nú til nánast allra hefðbundinna pólýetýlenmarkaða, þar á meðal filmu, mótun, pípur og vír og kapal.

02 Breyting á pólýetýlen PE

Einfalt pólýetýlen hefur vélræna eiginleika eins og ófullnægjandi hitaþol, brothættni í lágum hita, lága hörku og lélega höggþol. Þess vegna verður að markvissa meðferðina við breytingar.

Eins og er felur breyting á PE aðallega í sér tvær breytingaraðferðir: efnabreytingar og eðlisfræðilegar breytingar. Í eðlisfræðilegri breytingu er fyllingaraukið breyting blanda eða samsett efni sem er búið til með því að bæta breytum við pólýetýlen og blanda þeim saman til að bæta ákveðna eiginleika pólýetýlensins eða gefa pólýetýleninu nýja eiginleika.

Algeng ólífræn fylliefni sem nú eru notuð eru aðallega kalsíumkarbónat, kvarsduft, viðarmjölstrefjar, hrísgrjónastrá-/sykurreyrtrefjar, kísil, viskí, glertrefjar, kaólín, glerperlur, talkúm, grafít, kolefnisnanórör o.s.frv. Með því að bæta þessari tegund styrkingarfylliefnis við pólýetýlen er hægt að lækka kostnað og bæta stífleika, styrk, víddarstöðugleika, hitaþol, segulmagn, leiðni og aðra eiginleika vörunnar.

Samkvæmt meginreglunni hafa ólífrænar agnir mikla hitaþol og styrk, og ólífrænar agnir hafa mikil áhrif á kristöllunarferli pólýetýlen. Sem ólífræn kjarnaefni geta þær haft bein áhrif á styrk, stífleika og hitaþol pólýetýlenplastefnis og aðra lykilþætti.

03 Breytt kalsíumkarbónat

Kalsíumkarbónat, sem fjölhæft ólífrænt fylliefni, hefur tvo ókosti þegar það er notað með fjölliðuefnum:

Annars vegar er yfirborðið vatnssækið og olíufælið, með sterka pólun, öfugt við vatnsfælna og olíufælna lága pólun lífræna líkamans, er erfitt að sameina það við fjölliðugrunninn;

Hins vegar hefur kalsíumkarbónat lélega bindingargetu við fjölliður og getur aðeins gegnt leysanlegu hlutverki. Of mikið kalsíumkarbónat veldur verulegri lækkun á afköstum fjölliðaefna, sem gerir það erfitt að framleiða og vinna úr vörum.

Í reynd ætti að vera góð millifleti milli kalsíumkarbónats og pólýetýlens, og agnastærð kalsíumkarbónats ætti að vera lítil og dreifingin góð. Þess vegna verður að aðlaga kalsíumkarbónatið.

Kalsíumkarbónat er breytt með titanat tengiefni. Alkýlhlutinn í tengiefninu er auðveldlega vatnsrofinn og sameinast -OH á yfirborði kalsíumkarbónats meðan á breytingarferlinu stendur, sem getur gert yfirborðseiginleika kalsíumkarbónats vatnsfælna; Þessar þrjár byggingar geta flækst saman eða tengst efnafræðilega við fjölliðuna, sem bætir samhæfni milliviðmóts kalsíumkarbónats og fjölliðunnar og seigju og dreifingarstöðugleika kalsíumkarbónats í kerfinu, sem bætir vélræna eiginleika og vélræna eiginleika.

Breytingarregla titanat tengiefnis

04 Ólífrænt duftfyllt breytt pólýetýlen

Zuo Yinze o.fl. notuðu títanat tengiefni (KH101) og silan tengiefni (KH570) til að breyta CaCO3 og SiO2 sem fylliefni, talið í sömu röð, og bjuggu til tví- og þríhyrningslaga PE samsett efni með HDPE sem grunnefni. Rannsóknin sýnir að: dreifing breyttra nanóagna í grunnefninu batnar, samloðunarfyrirbærið minnkar og togstyrkur og höggstyrkur tvíþættra samsettra efna eykst fyrst og minnkar síðan með aukningu á CaCO3 og SiO2 innihaldi. Þegar íblöndunarmagn SiO2 er 7% af þyngd, er heildarafköst PE/SiO2 samsettra efna best; Þegar íblöndunarmagn CaCO3 er 15% þyngdarprósent, er heildarárangur PE/CaCO3 samsetts efnis sá besti. Í PE/CaCO3/SiO2 samsettum efnum, þegar íblöndunarmagn kalsíumkarbónats og SiO2 er 25% og 7% þyngdarprósent, eykst togstyrkur og höggstyrkur með skörðum um 17.6% og 34.5% í sömu röð, sem tryggir samverkandi áhrif og nær betri árangri. Heildarárangur.

Zhou Lin og fleiri þróuðu afkastamikil samsett efni með nanó-kalsíumkarbónati blandað við SBS/HDPE. Rannsóknin sýndi að: höggstyrkur, togstyrkur og brotlenging nanó-kalsíumkarbónats og SBS/háþéttni pólýetýlen blandna jukust með aukningu á nanó-kalsíumkarbónati. Breytingarnar á massahlutfalli sýna allar parabólubreytingu með niður á við. Þar sem höggeiginleikar, togstyrkur og brotlenging blandnanna breytast í grundvallaratriðum samstillt, má álykta að nanó-kalsíumkarbónat geti bæði hert og styrkt blöndurnar. Heildarárangur blöndunnar er bestur þegar massahlutfall nanó-kalsíumkarbónats nær 15% af heildarmassa blöndunnar.

Zhang Xiaoqian o.fl. blönduðu mismunandi hlutföllum af CaCO3-þráðum við viðarmjöl og HDPE til að búa til CaCO3/HDPE/viðarmjöls samsett efni. Rannsóknir þeirra sýna að þegar magn CaCO3 er 7% íblöndunar nær togstyrkurinn hámarksgildi upp á 28.3 MPa. Í samanburði við HDPE/viðardufts samsett efni (19.7 MPa) eykst hann um 43.7%, en beygju- og höggstyrkur eykst um 19.2% og 20.1%.