Umpluturi pentru materiale plastice

De-a lungul timpului, materialele de umplutură din materiale plastice au fost utilizate numai pentru a reduce costul materialului. Acum ele sunt utilizate în alte scopuri: pentru a îmbunătăți proprietățile fizice și mecanice, stabilitatea căldurii și a luminii, căldura și conductivitatea electrică, reduce contracția și combustibilitatea materialelor.






Cea mai folosită umplutură este carbonatul de calciu (creta). Mineritul extras în diferite domenii diferă în compoziție și puritate. Prin urmare, este selectat în funcție de fiecare aplicație specifică: compuși din plastic de cablu, țevi, vopsele, filme. Creta este bine conștientă de tratamentul de suprafață al diferiților agenți, permițând producerea unei game largi de branduri de carbonat de calciu, acționând nu numai ca umpluturi, ci și ca aditivi funcționali.
Există clase destinate să înlocuiască anumite coloranți, să îmbunătățească fluiditatea nylonului umplut cu sticlă, să permită creșterea permeabilității gazelor, să reducă contracția, să creeze suprafață, să îmbunătățească durabilitatea sau să asigure aderența filmului.
Departamentele de cercetare ale companiilor mari - producători de materiale de umplutură - dezvoltă umpluturi ultra-microdispersate - nanocompozite cu dimensiuni ale particulelor, măsurate în nanometri.
Dioxidul de titan, de exemplu, cu o dimensiune a particulelor de ordinul a 20 de nanometri, este utilizat ca stabilizator UV cu acțiune îndelungată pentru peliculele de seră.
Dispersiile de umplutură măresc rigiditatea și conductivitatea termică a polimerilor, reducând în același timp rezistența acestora.
Plăcile fibroase permit creșterea rezistenței și a caracteristicilor de deformare. Cu toate acestea, același efect poate fi obținut prin utilizarea umpluturilor ultramodispersate datorită interacțiunii îmbunătățite între suprafața umpluturii și macromoleculele polimerului.

Tratarea suprafeței umpluturilor

Caracteristicile utilizării umpluturilor

Proprietăți termice. Conductivitatea termică a umpluturilor este de aproximativ 20 de ori mai mare, iar căldura specifică este de jumătate din cea a polimerilor. Astfel, materialele de umplutură măresc conductivitatea termică a topiturii și a produsului finit, reducând astfel durata ciclului în timpul turnării sau termoformării.






Absorbția în umiditate. Înclinația ridicată a materialelor de umplere polară la absorbția apei afectează în mod negativ caracteristicile de rezistență ale compoziției. Apa migrează pe suprafața umpluturii, reducând astfel zona de contact a polimerului cu umplutura. Carbonatul de calciu și dolomitul pot reacționa cu dioxidul de sulf și se transformă în sulfați. Acești sulfați pot fi spălați de pe suprafața produsului, ducând la decolorarea și formarea de micro-crăpături.
Dispersarea și umectarea. Când materialul de umplutură este introdus în polimer, pot apărea probleme cu aderarea polimerului nepolar la umplutura polară, astfel încât este necesar să se asigure o bună umectare a particulelor de umplutură cu polimerul. Pentru a îmbunătăți orice proprietate, umplutura trebuie să fie fixată cu fermitate pe matricea de polimeri. Dimensiunea și forma particulelor de umplutură determină calitatea umezelii și, ca o consecință, aderența polimerului la umplutură. Energia de suprafață afectează efectul asupra interfeței și, prin urmare, asupra rezistenței legăturii.
Pentru a îmbunătăți dispersia, se utilizează compuși speciali. De obicei, aceștia sunt esteri ai acizilor grași care facilitează dispersia de umpluturi alcaline și pigmenți în poliolefine și polistiren.
Uzura abrazivă a echipamentului depinde de duritatea umpluturii prelucrate. Cea mai mare uzură este cauzată de cuarț, spar și dolomit.

Modificarea chimică a materialelor de umplere

Există două moduri principale de modificare a materialului de umplere - în stadiul de producție sau în timpul procesării.
Pentru producerea materialelor structurale umplute, sunt utilizate pe scară largă sisteme bazate pe organosiloxani care interacționează chimic cu umplutură și matrice. Organosiloxanii, precum și acizii grași, se introduc, de preferință, în stadiul de producere a excipienților. Cantitatea necesară pentru procesare este destul de ușor de calculat: este direct proporțională cu suprafața specifică a umpluturii. Aditivii introduși în timpul procesării includ polimerii modificați chimic - compatibilizatori (compatibilizatori).
Radicalii acizilor carbolici sunt prea scurți pentru a forma o legătură puternică cu polimerul prin legături. Cu toate acestea, dacă radicalul hidrocarbonat este redus sau funcționalitatea acestuia este crescută prin introducerea radicalilor polimerici, este posibilă îmbunătățirea semnificativă a interacțiunii cu matricea polimerică.
Ca exemplu, poliolefinele, maleate sau modificate cu acid acrilic, pot fi menționate. Copolimerii maleați sunt preparați prin metoda de extrudare reactivă a poliolefinelor cu anhidridă maleică și peroxid, acrilic prin copolimerizarea acidului acrilic cu monomerul corespunzător.
Astfel de materiale sunt considerate a fi cele mai eficiente pentru umpluturile de bază și amfoterice, dar cu creșterea rezistenței nu există o creștere semnificativă a modulului de elasticitate. Pentru materialele cu o suprafață acidă, cum ar fi caolin sau sticlă, este de preferat să se utilizeze numai copolimeri maleati.

Tabel. Clasificarea materialelor de umplutură utilizate în producția de materiale plastice







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: