Verdere optimaliseringsplan vir kalsiumkarbonaatversterkte gemodifiseerde poliëtileen PE

Poliëtileen (PE) is een van die plastieksoorte wat die meeste aandag in industriële produksie getrek het. Dit het die voordele van uitstekende lae temperatuurweerstand, weerstand teen die meeste suur- en alkali-korrosie, goeie chemiese stabiliteit, vinnige vorming en sterk werking. Dit word wyd gebruik in verpakking, boumateriaal, motors, biologie en ander velde. Die verdere toepassing daarvan word egter beperk deur tekortkominge soos swak hittebestandheid en relatief lae meganiese eienskappe.

Ultrafyn CaCO3 het klein deeltjiegrootte en goeie verspreiding. Dit het die voordele dat dit porieë en leemtes in plastiek verminder en die krimping van plastiek meer eenvormig maak. Dit word gevul met poliëtileen, polistireen, polivinielchloried en polipropileen. Dit kan onder andere plastiek die hardheid, dimensionele stabiliteit en rigiditeit van plastiekprodukte verbeter.

'n Groot aantal studies het egter getoon dat die gebruik van slegs kalsiumkarbonaat of ander vulstowwe om gemodifiseerde polimere te vul of ander materiale te wysig, dikwels nie die beste resultate behaal nie, en die prestasieverbetering is relatief eenvoudig. Die saamgestelde wysiging van verskeie nie-metaalagtige minerale poeiers het dikwels beter effekte en kan die algehele prestasie van materiale verbeter. Nou is daar meer en meer navorsingstoepassings.

Navorsing deur Yang Changyou en ander het getoon dat nano-CaCO3 die versoenbaarheid en termiese stabiliteit van poliëtileen-saamgestelde materiale kan verbeter, en bagassevesel (BF) kan die kristalliniteit en taaiheid van saamgestelde materiale verbeter. Beide kan die meganiese eienskappe en werkverrigting van saamgestelde materiale effektief verbeter.

01 Klassifikasie van poliëtileen PE

PE word verdeel volgens sy chemiese struktuur, relatiewe molekulêre gewig en polimerisasiemetode. Dit kan hoofsaaklik in drie kategorieë verdeel word: lae-digtheid poliëtileen (LDPE), hoë-digtheid poliëtileen (HDPE) en lineêre lae-digtheid poliëtileen (LLDPE).

▷ Laedigtheid-poliëtileen

LDPE het 'n wye relatiewe molekulêre gewigsverspreiding, lae kristalliniteit en is sensitief vir skuifverdunningsgedrag. Dit kan spanningsverharding tydens die gietproses veroorsaak, dus het LDPE goeie optiese eienskappe en verwerkbaarheid. Omdat die Young se modulus van die kristallyne gebied baie hoër is as dié van die amorfe gebied, is die styfheid en treksterkte van LDPE laer, maar die taaiheid en verlenging by breek is hoër.
LDPE word hoofsaaklik gebruik in plastiekverpakkingsakke, landboufilms, spuitgietprodukte, ens.

▷Hoëdigtheid-poliëtileen

HDPE pyp ekstrusie lyn het hoë taaiheid, rigiditeit en meganiese eienskappe, maar dit is maklik om te verouder en te vervorm, en die oppervlakhardheid daarvan is laag. HDPE kan gebruik word in pype, spuitgietwerk, blaasgietwerk, visnette, toue, verpakkingsfilms en ander produkte. HDPE het goeie isolasie en kan gebruik word as wikkelmateriaal vir drade en kabels, sowel as sommige huishoudelike toestelomhulsels.

▷ Lineêre lae-digtheid poliëtileen

LLDPE is 'n nuwe tipe poliëtileen wat die afgelope paar jaar nuut ontwikkel en vinnig ontwikkel is. Dit is 'n kopolimeer van etileen en 'n olefien. In vergelyking met lae-digtheid poliëtileen, het lineêre lae-digtheid poliëtileen 'n soortgelyke voorkoms, goeie oppervlakglans, beter lae temperatuurweerstand, maar swak deursigtigheid. LLDPE dring tans deur tot byna alle tradisionele poliëtileenmarkte, insluitend film, gietwerk, pyp en draad en kabel.

02 Modifikasie van poliëtileen PE

Enkelpoliëtileen het meganiese eienskappe soos onvoldoende hitteverouderingsweerstand, brosheid in lae temperatuuromgewings, lae hardheid en swak impakweerstand. Daarom moet die modifikasiebehandeling geteiken word.

Tans sluit die modifikasie van PE hoofsaaklik twee modifikasiemetodes in: chemiese modifikasie en fisiese modifikasie. In fisiese modifikasie is vulversterkte modifikasie 'n mengsel of saamgestelde materiaal wat voorberei word deur modifiseerders by poliëtileen te voeg en te meng om sekere eienskappe van poliëtileen te verbeter of poliëtileen nuwe eienskappe te gee.

Tans algemeen gebruikte anorganiese vulstowwe sluit hoofsaaklik kalsiumkarbonaat, kwartspoeier, houtmeelvesel, rysstrooi-/suikerrietvesel, silika, snorre, glasvesel, kaolien, glaskrale, talk, grafiet, koolstofnanobuise, ens. in. Deur hierdie tipe versterkende vulstof by poliëtileen te voeg, kan koste verminder word en die styfheid, sterkte, dimensionele stabiliteit, hittebestandheid, magnetisme, geleidingsvermoë en ander eienskappe van die produk verbeter word.

As ons die beginsel daarvan ondersoek, het anorganiese deeltjies hoë hittebestandheid en sterkte, en anorganiese deeltjies het 'n groot invloed op die kristallisasieproses van poliëtileen. As anorganiese nukleasiemiddels kan hulle die sterkte, styfheid en hittebestandheid van poliëtileenhars en ander sleutelaanwysers direk beïnvloed.

03 Kalsiumkarbonaat gemodifiseer

Kalsiumkarbonaat, as 'n veelsydige anorganiese vulstof, het twee nadele wanneer dit met polimeermateriale gebruik word:

Aan die een kant is die oppervlak hidrofiel en oleofobies, met sterk polariteit, in teenstelling met die hidrofobiese en oleofiele lae polariteit van die organiese liggaam, is dit moeilik om met die polimeermatriks te kombineer;

Aan die ander kant het kalsiumkarbonaat swak bindingskrag met polimere en kan dit slegs 'n oplosbare rol speel. Oormatige kalsiumkarbonaat sal 'n beduidende afname in die werkverrigting van polimeermateriale veroorsaak, wat dit moeilik maak om produkte te vervaardig en te verwerk.

In praktiese toepassing moet daar goeie tussenvlakbinding tussen kalsiumkarbonaat en poliëtileen wees, en die deeltjiegrootte van kalsiumkarbonaat moet klein wees en die dispergeerbaarheid moet goed wees. Daarom moet kalsiumkarbonaat gemodifiseer word.

Kalsiumkarbonaat word gemodifiseer met titanaat-koppelmiddel. Die alkielmolekule in die koppelmiddel hidroliseer maklik en kombineer met -OH op die oppervlak van kalsiumkarbonaat tydens die modifikasieproses, wat die oppervlak-eienskappe van kalsiumkarbonaat hidrofobies kan maak; Die drie strukture kan verstrengel of chemies met die polimeer gekombineer word, waardeur die tussenvlakkompatibiliteit tussen kalsiumkarbonaat en die polimeer, en die reologie en dispersiestabiliteit van kalsiumkarbonaat in die stelsel verbeter word, waardeur die meganiese eienskappe en meganiese eienskappe verbeter word.

Wysigingsbeginsel van titanaat-koppelingsmiddel

04 Anorganiese poeiergevulde gemodifiseerde poliëtileen

Zuo Yinze et al. het onderskeidelik titanaat-koppelmiddel (KH101) en silaan-koppelmiddel (KH570) gebruik om CaCO3 en SiO2 as vulstowwe te modifiseer, en het binêre en ternêre PE-saamgestelde materiale met HDPE as die matriks gemaak. Die navorsing toon dat: die verspreiding van gemodifiseerde nanopartikels in die matriks verbeter word, die agglomerasieverskynsel verminder word, en die treksterkte en impaksterkte van binêre komposiete eers toeneem en dan afneem met die toename van CaCO3- en SiO2-inhoud. Wanneer die doteringshoeveelheid SiO2 7 gewig% is, is die omvattende werkverrigting van PE/SiO2-saamgestelde materiaal die beste; Wanneer die doteringshoeveelheid CaCO3 15 gewig% is, is die omvattende werkverrigting van PE/CaCO3-saamgestelde materiaal die beste. In PE/CaCO3/SiO2-saamgestelde materiale, wanneer die doteringshoeveelhede kalsiumkarbonaat en SiO2 25 gewig% en 7 gewig% is, neem die treksterkte en gekerfde impaksterkte met onderskeidelik 17.6% en 34.5% toe, wat 'n sinergistiese effek verseker en beter resultate behaal. Algehele werkverrigting.

Zhou Lin en ander het hoëprestasie-saamgestelde materiale ontwikkel met nano-kalsiumkarbonaat gemeng met SBS/HDPE. Die navorsing het getoon dat: die impaksterkte, treksterkte en verlenging by breek van nano-kalsiumkarbonaat en SBS/hoëdigtheid-poliëtileenmengsels toegeneem het met die toename van nano-kalsiumkarbonaat. Die veranderinge in massafraksie toon almal 'n paraboliese verandering met 'n afwaartse opening. Aangesien die impakseienskappe, treksterkte en verlenging by breek van die mengsels basies sinchroon verander, kan daar afgelei word dat nano-kalsiumkarbonaat die mengsels beide kan verhard en versterk. Die algehele prestasie van die mengsel is optimaal wanneer die massafraksie van nano-kalsiumkarbonaat 15% van die totale massa van die mengsel bereik.

Zhang Xiaoqian et al. het verskillende verhoudings CaCO3-snippers met houtmeel en HDPE saamgestel om CaCO3/HDPE/houtmeel-saamgestelde materiale voor te berei. Hul navorsing toon dat wanneer die doteringshoeveelheid CaCO3 7% is, die treksterkte 'n piekwaarde van 28.3 MPa bereik. In vergelyking met HDPE/houtpoeier-saamgestelde materiaal (19.7 MPa), word dit met 43.7% verhoog, terwyl die buig- en impaksterkte met 19.2% en 20.1% verhoog word.