Applicazione innovativa del carbonato di calcio ad alto contenuto di riempitivo nei prodotti polimerici
Negli ultimi anni, i continui progressi nelle tecnologie di dispersione ad alto potere di riempimento e ad alta efficienza hanno determinato una crescente applicazione del carbonato di calcio nei polimeri. Questa tendenza si sta orientando verso prestazioni, funzionalizzazione, sostenibilità e convenienza economica migliorate, dimostrando un enorme potenziale di sviluppo.
Nuove tendenze nella ricerca e nell'applicazione del carbonato di calcio
La tecnologia del carbonato di calcio ad alto potere di riempimento ha raggiunto con successo il duplice obiettivo di migliorare le prestazioni e ridurre i costi. Tuttavia, è necessario passare dal "riempimento passivo" alla "funzionalizzazione attiva".
Gli studi hanno dimostrato che le proprietà interfacciali tra la polvere di carbonato di calcio e i polimeri sono cruciali nella ricerca sui materiali compositi e rappresentano una svolta tecnologica per ottenere una funzionalizzazione attiva. Queste proprietà interfacciali influenzano direttamente le proprietà meccaniche, la stabilità termica, la conduttività elettrica, la conduttività termica e altri attributi funzionali dei materiali compositi.
Meccanismo di IOinterfaccia Emiglioramento Bfra Calci Carbonato e Polimpico
Ciò indica che la ricerca attuale sull'applicazione del carbonato di calcio nei polimeri si concentra ancora sui meccanismi di rinforzo interfacciale, sugli effetti di concentrazione delle sollecitazioni, sugli effetti di ancoraggio e di arrampicata, sulla porosità interfacciale e sui fattori che influenzano le proprietà interfacciali (come la resistenza e la dimensione/dispersione delle particelle).
Resistenza del legame interfacciale: l'effetto di rinforzo del carbonato di calcio sulle materie plastiche dipende in larga misura dalla forza del legame all'interfaccia tra il carbonato di calcio e la plastica. Sebbene i tradizionali agenti di accoppiamento esterei, i sali di acidi grassi e gli agenti di innesto possano migliorare questa forza di legame, i loro effetti rimangono limitati.
Dimensione delle particelle e disperdibilità: Carbonato di calcio nano Il carbonato di calcio ultrafine ha una superficie specifica maggiore, ma il suo problema di aggregazione deve essere affrontato. Il carbonato di calcio ultrafine può migliorare significativamente i materiali, ma può anche alterarne le proprietà di lavorazione. Al contrario, le particelle di carbonato di calcio di dimensioni maggiori sono più facili da lavorare, ma questa comodità può andare a scapito delle prestazioni del prodotto.
Le attuali scoperte della ricerca offrono ancora un grande potenziale di esplorazione sia in profondità che in ampiezza, e continuano a emergere prodotti ad alto valore aggiunto.
Applicazione del carbonato di calcio nei polimeri
Il carbonato di calcio è un riempitivo funzionale in grado di migliorare significativamente le proprietà meccaniche e di lavorazione dei prodotti polimerici, riducendone al contempo i costi. Trova ampio impiego in diversi settori industriali, tra cui quello delle materie plastiche e della gomma.
Pelasticità
Il carbonato di calcio è uno dei materiali di riempimento più convenienti attualmente disponibili. È caratterizzato da non tossicità, non irritabilità, assenza di odore, elevata bianchezza e media durezza.
La polvere di carbonato di calcio, aggiunta alle materie plastiche, può agire come riempitivo, aumentandone il volume e riducendone i costi. Inoltre, migliora diverse proprietà della plastica, come la stabilità termica, la tenacità e la durezza, e ne potenzia le proprietà di diffusione della luce, conferendole opacità e capacità di blocco della luce. I compositi di carbonato di calcio/PBAT/PLA mostrano inoltre una buona compatibilità e un potenziale di modifica della miscelazione, bilanciando tenacità e biodegradabilità. Questo rende il carbonato di calcio una scelta ideale per il riempimento e la modifica delle plastiche biodegradabili.
Rubber
La gomma trova ampia applicazione in diversi settori dell'economia nazionale, tra cui i trasporti, la meccanica, l'elettronica e la difesa. Tuttavia, presenta anche alcuni svantaggi significativi, come le deboli forze intermolecolari, l'elevato volume libero e la limitata capacità di autocristallizzazione. Questi fattori si traducono in una minore resistenza e modulo elastico della gomma, nonché in una scarsa resistenza all'usura. Per superare queste problematiche e soddisfare i requisiti applicativi, l'aggiunta di cariche inorganiche non metalliche è fondamentale.
Il carbonato di calcio è un importante agente di riempimento e rinforzo nell'industria della gomma. Il carbonato di calcio pesante viene utilizzato principalmente come riempitivo per ridurre i costi, mentre il carbonato di calcio leggero offre proprietà semi-rinforzanti, migliorando le caratteristiche fisiche e meccaniche della gomma vulcanizzata. Inoltre, il carbonato di calcio nano e il carbonato di calcio modificato offrono proprietà di rinforzo superiori, oltre a effetti coloranti e sbiancanti, che consentono di sostituire parzialmente materiali più costosi come la silice e il biossido di titanio. In prospettiva, la tendenza nelle applicazioni della gomma sarà quella di privilegiare sempre più l'uso del carbonato di calcio nano e del carbonato di calcio modificato, rispetto al tradizionale carbonato di calcio pesante o leggero.
Il carbonato di calcio è fondamentale sia in termini di quantità che di varietà di cariche utilizzate nei prodotti in gomma. Grazie ai continui progressi nelle tecnologie ad alto contenuto di carica e ad alta dispersione, i vantaggi del carbonato di calcio in termini di produzione, costi e varietà saranno sfruttati in modo più efficace.
Pneumatici:La quantità di nerofumo utilizzata nel battistrada è in genere compresa tra 40 e 50 parti. Sono necessari pochi o nessun riempitivo non rinforzante, ma si può aggiungere una piccola quantità di argilla. Il legante della camera d'aria può contenere circa 20 parti di argilla o carbonato di calcio leggero.
Nastro adesivo:La quantità di nerofumo nel nastro è tipicamente compresa tra 25 e 45 parti. Il carbonato di calcio può essere aggiunto a vari componenti, in quantità variabili da 10 a 113 parti. Per il sigillante per nastri piatti e l'adesivo per bordi, si utilizza carbonato di magnesio in quantità rispettivamente di 40 e 50 parti. Anche il solfato di bario viene aggiunto all'adesivo per nastri piatti in quantità di 25 parti.
Tubo flessibile in gomma: La quantità di nerofumo nel tubo di gomma è compresa tra 15 e 45 parti. La quantità di carbonato di calcio è compresa tra 33 e 128 parti e la quantità di argilla tra 20 e 50 parti. Inoltre, al tubo per acidi e alcali vengono aggiunte 25 parti di carbonato di magnesio e 30 parti di solfato di bario.
Scarpe di gomma: La formula comprende: 50 parti di nerofumo per suole nere, 50 parti di carbonato di calcio attivato ultrafine (bianco effetto fuochi d'artificio) e 40 parti di argilla; 55 parti di nerofumo per suole bianche, 15 parti di carbonato di calcio ultrafine e 2 parti di biossido di titanio.
Prodotti con nastro adesivo: Il carbonato di calcio e l'argilla possono essere utilizzati in vari prodotti di nastro adesivo, in proporzioni che vanno da 30 a 150 parti. Per i nastri ermetici, si aggiungono 11 parti di solfato di bario.
Prodotti per la sigillatura: Per le guarnizioni paraolio, si raccomanda una miscela di 70 parti di silice. La formulazione per guarnizioni sottovuoto resistenti all'olio contiene 25 parti di silice, 10 parti di carbonato di calcio e 30 parti di argilla. La striscia di tenuta utilizza 40 parti di silice, mentre il diaframma è composto da 15 parti di silice e 54 parti di carbonato di calcio.
Prodotti in lattice: Nelle formulazioni per guanti in lattice si possono utilizzare da 10 a 15 parti di solfato di bario o 5 parti di carbonato di calcio. Alle formulazioni per lattice spugnoso si possono aggiungere 20 parti di talco, mentre alle formulazioni per filamenti di lattice neoprene si possono aggiungere da 2 a 3 parti di argilla. Per le formulazioni di lattice poroso stampato, si possono utilizzare 100 parti di argilla o da 100 a 300 parti di carbonato di calcio.
