重钙与轻钙填充塑料性能比较

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1、重钙与轻钙填充塑料性能比较碳酸钙（CaCO3）是塑料行业用量最大、使用最方便、价格最低廉的无机填料。用CaCO3填充改性塑料不仅可以降低成本、节约石油资源，而且能够改善制品的耐蠕变性能、热变形温度、尺寸稳定性能和成型加工性能等。    CaCO3根据生产方法不同分为重质CaCO3（简称重钙）和轻质CaCO3（简称轻钙）。重钙是将碳酸钙矿石即方解石或大理石经选矿、粉碎、分级包装而成，生产方法简便、能耗小、成本低；而轻钙是用化学方法制成的，即石灰石煅烧、石灰消化、碳化生成碳酸钙，再经脱水、干燥、筛分而成

2、。    从上述制备轻钙的过程可以看出，生产轻钙的成本高于普通重钙，而且污染重、能耗大，如从原料资源来说，轻钙原料资源更丰富。    目前发达国家用于塑料工业重钙与轻钙之比为17~20:1，以重钙为主，而我国目前用于塑料工业的重钙与轻钙之比仅为2:1左右，低于发达国家。随着CaCO3在塑料中的应用量逐渐增大，重钙加工设备和分级方法的进步，生产超细微粉重质CaCO3已不是困难的事，未来使用重钙取代轻钙是一种必然趋势。但是在目前情况下，在塑料中究竟使用重钙好还是轻钙好，是CaCO3生产厂家和用户普遍关注

3、的问题，为此，我们就重钙和轻钙在几种塑料中的应用作了对比研究，并取得较为有意义的结果。    本文采用重钙、轻钙和混钙（重钙:轻钙=1:1）对HDPE、PP、硬质PVC进行填充改性，并对填充体系的拉伸强度、冲击强度和密度进行比较，得到一些有益的结果。1实验部分1.1原料      聚丙烯（PP），S-1003，北京燕山石化股份有限公司产品      高密度聚乙烯（HDPE），5000S，北京燕山石化股份有限公司产品      聚氯乙烯（PVC），SG-8，北京化工二厂股份有限公司产品      重质

4、碳酸钙（2%铝酸酯活化处理），400目，福建省三农碳酸钙有限      公司      轻质碳酸钙（过400目筛后用2%铝酸酯活化处理），福建省三农碳酸      钙有限公司      其它助剂均为工业品1.2试验设备与仪器    双螺杆挤出机（德国WP公司ZSK30型）、切粒机（上海化工机械四厂SQ-2型）、高速混合机（北京塑料机械厂CH-10型）、双滚筒炼塑机（上海橡胶机械厂SK-160B型）、塑料注射机（广东顺德塑料机械厂OJ-150型）、冲击试验机（XCJ-500型）、拉力试验机（广东材料试

5、验机械厂LJ-1000型）。1.3试样制备1.3.1PP试样制备    将活化的重钙、轻钙以及混钙按30wt%、40wt%、50wt%、60wt%分别和PP树脂、2wt%固体石蜡混匀，并分别用挤出机混炼造粒，烘干后注塑成各种标准性能测试样条。1.3.2HDPE试样制备  与制备PP试样步骤相同。1.3.3PVC试样制备    将活化后的重钙、轻钙以及混钙按上述同样的比例与PVC树脂及助剂混合物（PVCl00份，稳定剂5份，增塑剂5份，润滑剂1.5份）在高混机中混合10min出料，然后在双滚筒炼塑机上

6、塑炼10min，将制成的片材剪成条状进行粉碎，最后用注射机制成各种标准性能测试样条。1.4性能测试    拉伸强度测试按GB/T1040-92进行。    Izod缺口冲击强度测试按GB/T1040-80进行。    密度测试按GB1033-86进行。2实验结果与讨论2.1碳酸钙对几种塑料填充体系拉伸强度的影响表1CaCO3对几种塑料填充体系拉伸强度的影响碳酸钙含量项目30wt%40wt%50wt%60wt%拉伸强度/MPaHDPE填充体系111.0311.6711.0310.82    211.0

7、113.0313.0012.72    313.6315.2114.7814.02  PP填充体系112.4115.2714.9212.79    212.7916.0115.9614.26    312.4415.8014.9513.01  PVC填充体系130.2825.4119.4517.50    227.4625.4323.6121.83    323.8022.3818.7416.47    注：表中1-重钙填充；2-轻钙填充；3-混钙填充    不同类型碳酸钙与不同填充量对各种塑料填充

8、体系拉伸强度测试结果见表1。从表1可以看出，随着CaCO3填充量的增加，不同填充体系的拉伸强度变化趋势并非完全一样。对于HDPE、PP填充体系，在CaCO3为40wt%时，其拉伸强度出现最大，然后随CaCO3含量增加缓慢下降。而对于PVC填充体系，CaCO3填充量越多，拉伸强度越小。重钙、轻钙和混钙填充量对拉伸强度的影响规律基本相同  在HDPE填充体系，相同填充量情况下，拉伸强度：混钙>轻钙>重钙。对于PP填充体系，相同填充量下，拉伸强度：轻钙>混钙>重钙，但之间相