U plastici se nalazi kalcijum-karbonat: povećava krutost, toplinsku stabilnost i kvalitetu površine

Mehanizam: Kako distribucija veličine čestica i modifikacija površine utječu na fleksibilni modul i otpornost na udarac

Oblik i veličina čestica su važni kada je u pitanju učinkovitost polimernih kompozitnih materijala. Najuspješniji rezultati dolaze od čestica veličine od 0,7 do 3 mikrometra. Ove veličine se čvrsto spajaju unutar polimerne matrice, što znači manje praznih prostora i bolji prijenos napona kroz materijal. Kada čestice ograniče kretanje polimernih lanaca, one zapravo čine kompozit tvrdim, nešto što se mjeri kroz ono što se zove fleksibilni modul. Manje čestice stvaraju više kontaktnih točaka između njih i polimera, djelujući kao sitna sidra koja sve drže zajedno protiv sila deformacije. Ali postoji problem s običnim ulje kalcijevog karbonata (GCC). Njegova površina koja privlači vodu uzrokuje da se čestice vežu umjesto da se ravnomjerno šire. Ovo se skupljanje stvara slaba mjesta gdje mogu nastati pukotine, smanjujući otpornost na udarice za otprilike 15 do 20 posto u materijalima poput poliolefina. Kako bi se riješio ovaj problem, proizvođači često tretiraju čestice GCC-a tvarima poput stearinske kiseline ili titanatnih spojnih sredstava. Ovi tretmani se vežu za površine čestica i mijenjaju ih od vodoljubivih do vodotjerajućih. To čini da GCC mnogo bolje radi s nepolernim polimerima kao što je polipropilen, što omogućuje ravnomernu distribuciju preko materijala. Kao dodatni bonus, ovaj tretman pomaže usmjeriti pukotine različitim putem umjesto da se prošire ravno kroz njih. Tako dobijamo kompozitne materijale koji održavaju dobru čvrstoću na udarac, a istovremeno pokazuju i do 50% poboljšanje u žilavosti u usporedbi s materijalima bez dodanih punjača. Dobivanje ovakvih performansi ovisi o kontroli obliku i veličine čestica, kao i o tome da se površine pravilno tretiraju za kompatibilnost.

Uticaj u stvarnom svijetu: Polipropilenski kompozitni materijali s 20-40% težine talnog kalcijum-karbonata postižu 35% veći fleksibilni modul i poboljšanu otpornost na toplinu

Automobilska i pakirna industrija već su vidjele ove prednosti u velikom obimu. Kad proizvođači dodaju između 20 i 40 masnih posto GCC-a polipropilenskim kompozitima, dobivaju oko 35% bolju otpornost na savijanje u usporedbi s običnim polimernim materijalima. To znači da proizvođači automobila mogu zapravo smanjiti težinu konstrukcija armaturnih ploča i baterijskih posuda za oko 10 do 15% bez gubitka strukturalnog integriteta. Također se značajno poboljšavaju toplotne osobine. Pri samo 30% GCC opterećenja, temperatura toplinske deflekcije skoči sa 95 stupnjeva Celzijusa sve do 110 stupnjeva, što je velika razlika za dijelove koji se nalaze u blizini komora motora gdje su temperature visoke. Razlog za to je prilično jednostavan: GCC vodi toplinu mnogo bolje od običnog polipropilena (oko 2,9 W/mK u usporedbi s samo 0,22 W/mK za PP). To pomaže brže raspršivanju toplote kada su dijelovi vrući. Za procese ubrizgavanja posebno, dodavanje oko 25% GCC smanjuje one dosadne tragove raspada u debelom dijelu dijelova za otprilike 40%, plus daje glatkiju površinu. Sve ove poboljšanja na kraju dovode do smanjenja troškova materijala za oko 15 do 20%. Takva poboljšanja performansi u kombinaciji sa nižim troškovima objašnjavaju zašto se mnogi proizvođači okreću rješenjima GCC-a za svoje potrebe masovne proizvodnje ovih dana.

U proizvodnji papira: optimizacija svjetlosti, prozirnosti i štampljivosti

Primjene premaza i punjenja: Zašto su finoća čestica i uska raspodjela veličine kritične za glin i držanje tinte

Kalcijum karbonat, mlet iz krečnjaka, igra dvije glavne uloge u proizvodnji papira. Prvo, djeluje kao punilo unutar matice celuloze, pomažući povećati debljinu papira i čini ga svjetlijim. To može smanjiti količinu potrebnu za proizvodnju drvene celuloze za oko 15 do 25 posto, ovisno o vrsti papira koji se proizvodi. U slučaju da se koristi kao materijal za premaz, vrlo fine čestice kalcijevog karbonata veličine ispod 2 mikrometra stvaraju glatku površinu papira koja bolje reflektira svjetlost. Ključna stvar kod ovih premaza je dobivanje prave mješavine veličina čestica. Za održavanje dosljednih razina sjaja iznad 75 GE jedinica i osiguravanje pravilne apsorpcije tinte tijekom procesa tiskanja, oko 90% mora biti unutar polugromnog raspona. Proizvođači papira znaju da je to važno jer neskladni premazi vode do problema s kvalitetom tiskanja i ukupnim učinkovitosti proizvoda.

Ako se pravilno primijeni, ovaj nivo strukturne kontrole sprečava da se čestice skupe, što im pomaže da se ravnomjerno vežu za papirna vlakna. Ono što dobijamo je glatka površina, nešto što je vrlo važno pri tiskanju sitnih detalja poput polutona. Povećanje broja točaka postaje manje problematično, posebno važno za one poslove s visokokvalitetnim pakiranjem i premium publikacijama gdje čak i mala količina tinte koja prolazi kroz može uništiti jasnoću teksta. Tvrtke koje se strogo pridržavaju ovih zahtjeva za specifične čestice imaju tendenciju vidjeti oko 20% smanjenje odbijenih ispisa od kupaca koji se žale na probleme s kvalitetom tiskanja.

Zašto je kalcijum-karbonat od zemlje bolji od drugih: trošak, održivost i fleksibilnost

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1907/2006 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje Faktori troškova su prilično jednostavni. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. To je velika razlika za proizvođače u industriji plastike i papira koji uvijek gledaju svoju konačnu cijenu. S ekološkog stajališta, proizvodnja u Zalivskom zalivu koristi oko 40% manje energije po toni nego sintetički punjači. To znači manje emisija ugljika, plus radimo s puno prirodnih krečnjaka koji neće nestajati u skorije vrijeme. Ono što GCC zaista izdvaja je koliko je svestran u različitim aplikacijama. Vidimo da ojačava polipropilenske kompozitne materijale, kao i poboljšava neprozirnost papira. Veličine čestica su u rasponu od 1 do 20 mikrometara, što omogućuje prilagođavanje i kroz različite površinske tretmane. Najvažnije, GCC i dalje pouzdano radi čak i kada je naputan do 20-40% u formulacijama bez smetnje s toplinskim svojstvima ili rezultatima tiskanja. Nije ni čudo što se mnogi proizvođači drže GCC-a unatoč svim sjajnim alternativama na tržištu ovih dana.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Ključni kriteriji za odabir: čistoća, bijelost, apsorpcija ulja i kompatibilnost površinskog tretmana

Prilikom izbora odgovarajućeg GCC-a za primjenu, postoji nekoliko ključnih čimbenika koje vrijedi uzeti u obzir. Čistoća je vjerojatno najvažniji aspekt jer bilo što ispod 98% kalcijevog karbonata može uvesti nečistoće koje slabe plastične proizvode ili dovesti do neprijatnog žutila u premazima papira. Razina bijelosti također je važna, posebno za vrhunske pakirne materijale i štamparski papir gdje boje moraju izgledati dosljedno u svim serijama. Većina proizvođača ima za cilj da ima najmanje 90 GE svjetlosti, inače će kasnije potrošiti više na optičke sredstva za osvetljenje. Brojke apsorpcije ulja između 15 i 25 grama na 100 grama govore nam koliko će smole biti potrebno tijekom obrade. Manja apsorpcija znači da možemo dodati više punjenja bez da se mješavina pretvori u previše gustu. Površinski tretmani jednako su važni jer pravilno premazivanje stearatima ili silanima pomaže spriječiti nagreb čestica. Bez ove obrade, čestice se obično drže zajedno, što može smanjiti otpornost na udari za oko 20% u stvarima poput polipropilenskih kompozitnih materijala. Ako se sve to nauči od samog početka, dugoročno će se uštedjeti novac u razvoju proizvoda i kontroli kvalitete.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Dobri rezultati integracije GCC-a uistinu ovise o tome koliko dobro raspoređujemo materijal i pratimo razine opterećenja. Kada proizvođači koriste mešanje visokog presjeka ili ekstrudiranje dvostrukim vijakom, oni dobivaju mnogo bolju raspodjelu kroz materijal, što sprječava stvaranje tih dosadnih gomila koje slabe krajnji proizvod. U termoplastičnim aplikacijama, praćenje predisperzije masterbatch-a umjesto samo bacanja svega zajedno poboljšava inkorporiranje punila oko 30%. Ali postoji problem kada se ide izvan onoga što je preporučeno za različite materijale. Plastike obično podnose oko 30 do 40 posto težine, dok papirni premazi najbolje rade između 15 i 25 posto. Prelazak ovih granica stvara probleme gdje se ukočenost povećava, ali otpornost na udarce brzo pada nakon što se postignu određene točke. Uzmimo za primjer polipropilen pri 50% opterećenja GCC-om, testovi pokazuju pad od 35% u čvrstoći udarca. Kako bi se izbjegli takvi problemi, većina tvrtki testira postupno, prilagođavajući se u 5% koraka umjesto da skoče ravno na maksimalna opterećenja. Dodavanje spojnih sredstava također pomaže u održavanju fleksibilnosti. Slijediti ove prakse smanjuje troškove, a istovremeno pruža proizvode koji su u vremenu pouzdani.