Weideren Optimiséierungsplang fir Kalziumkarbonat-verstäerkt modifizéiert Polyethylen-PE

Polyethylen (PE) ass ee vun de Plastikstypen, déi an der industrieller Produktioun déi meescht Opmierksamkeet op sech gezunn hunn. Et huet d'Virdeeler vun exzellenter Niddertemperaturbeständegkeet, Resistenz géint déi meescht Säure- a Basikorrosioun, gudder chemescher Stabilitéit, schneller Formung a staarker Operatiounsfäegkeet. Et gëtt wäit verbreet a Verpackungen, Baumaterialien, Autoen, Biologie an anere Beräicher benotzt. Seng weider Uwendung ass awer duerch seng Nodeeler limitéiert, wéi z. B. eng schlecht Hëtztbeständegkeet a relativ niddreg mechanesch Eegeschaften.

Ultrafein CaCO3 huet eng kleng Partikelgréisst a gutt Dispersioun. Et huet d'Virdeeler, datt et Poren a Lächer a Plastik reduzéiert an d'Schwëndung vu Plastik méi gläichméisseg mécht. Et gëtt mat Polyethylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid a Polypropylen gefëllt. Ënner anerem kann et d'Häert, d'Dimensiounsstabilitéit an d'Steifheet vu Plastikprodukter verbesseren.

Wéi och ëmmer, eng grouss Zuel vu Studien huet gewisen, datt d'Benotzung nëmme vu Kalziumkarbonat oder aner Fëllstoffer fir modifizéiert Polymeren ze fëllen oder aner Materialien ze modifizéieren dacks net déi bescht Resultater erreecht, an d'Performanceverbesserung ass relativ einfach. D'Modifikatioun vu verschiddene net-metallesche Mineralpulver huet dacks besser Effekter a kann d'Gesamtperformance vu Materialien verbesseren. Elo gëtt et ëmmer méi Fuerschungsapplikatiounen.

Fuerschung vum Yang Changyou an aneren huet gewisen, datt Nano-CaCO3 d'Kompatibilitéit an d'thermesch Stabilitéit vu Polyethylen-Kompositmaterialien verbessere kann, a Bagassefaser (BF) d'Kristallinitéit an d'Zähegkeet vu Kompositmaterialien verbessere kann. Béid kënnen d'mechanesch Eegeschaften an d'Leeschtung vu Kompositmaterialien effektiv verbesseren.

01 Klassifikatioun vu Polyethylen PE

PE gëtt no senger chemescher Struktur, sengem relative Molekulargewiicht a senger Polymerisatiounsmethod opgedeelt. Et kann haaptsächlech an dräi Kategorien opgedeelt ginn: Polyethylen mat gerénger Dicht (LDPE), Polyethylen mat héijer Dicht (HDPE) a lineare Polyethylen mat gerénger Dicht (LLDPE).

▷ Polyethylen mat niddreger Dicht

LDPE huet eng breet relativ Molekulargewiichtsverdeelung, eng niddreg Kristallinitéit a reagéiert empfindlech op Scherverdënnung. Et kann zu Dehnungshärtung während dem Formprozess féieren, dofir huet LDPE gutt optesch Eegeschaften a Veraarbechtungsfäegkeet. Well de Young-Modul vun der kristalliner Regioun vill méi héich ass wéi dee vun der amorpher Regioun, sinn d'Steifheet an d'Zuchfestigkeit vun LDPE méi niddreg, awer d'Zähegkeet an d'Dehnung beim Broch si méi héich.
LDPE gëtt haaptsächlech a Plastikverpackungstuten, landwirtschaftleche Folien, Sprëtzgussprodukter, etc. benotzt.

▷ Polyethylen mat héijer Dicht

HDPE Päif extrusion Linn huet eng héich Zähegkeet, Steifheet a mechanesch Eegeschaften, awer et altert a verformt sech liicht, a seng Uewerflächenhäert ass niddreg. HDPE kann a Päifen, Sprëtzguss, Blasguss, Fëschnetzer, Seeler, Verpackungsfolien an aner Produkter benotzt ginn. HDPE huet eng gutt Isolatioun a kann als Wéckelmaterial fir Drot a Kabelen, souwéi fir Gehäuse fir verschidden Haushaltsapparater benotzt ginn.

▷Linear Polyethylen mat gerénger Dicht

LLDPE ass eng nei Zort Polyethylen, déi an de leschte Jore ganz séier entwéckelt gouf. Et ass e Copolymer aus Ethylen an engem Olefin. Am Verglach mat Polyethylen mat niddreger Dicht huet linear Polyethylen mat niddreger Dicht eng ähnlech Erscheinung, e gudde Glanz an eng besser Resistenz géint niddreg Temperaturen, awer eng schlecht Transparenz. LLDPE dréngt de Moment an bal all traditionell Polyethylenmäert, dorënner Folie, Formen, Päifen, Drot a Kabel.

02 Modifikatioun vu Polyethylen PE

Eenzel Polyethylen huet mechanesch Eegeschafte wéi onzureichend Hëtztalterungsbeständegkeet, Bréchegkeet bei niddregen Temperaturen, geréng Häert a schlecht Schlagfestigkeit. Dofir muss d'Modifikatiounsbehandlung gezielt sinn.

Aktuell ëmfaasst d'Modifikatioun vu PE haaptsächlech zwou Modifikatiounsmethoden: chemesch Modifikatioun a physikalesch Modifikatioun. Bei der physikalescher Modifikatioun ass d'Fëllungsmodifikatioun e Gemësch- oder Kompositmaterial, dat duerch d'Zousätz vu Modifikatoren zu Polyethylen hiergestallt gëtt a gemëscht gëtt, fir bestëmmt Eegeschafte vum Polyethylen ze verbesseren oder dem Polyethylen nei Eegeschafte ze ginn.

Zu den aktuell gängegen anorganesche Fëllmëttel gehéieren haaptsächlech Kalziumkarbonat, Quarzpulver, Holzmielfaser, Räisstroh-/Zockerrouerfaser, Siliziumdioxid, Whiskers, Glasfaser, Kaolin, Glasperlen, Talkum, Graphit, Kuelestoffnanoröhrchen, etc. Duerch d'Zousätz vun dëser Zort Verstäerkungsfëllmëttel zu Polyethylen kënnen d'Käschte reduzéiert ginn an d'Steifheet, d'Festigkeit, d'Dimensiounsstabilitéit, d'Hëtztbeständegkeet, de Magnetismus, d'Konduktivitéit an aner Eegeschafte vum Produkt kënne verbessert ginn.

Nom Prinzip vun dësem Prozess hunn anorganesch Partikelen eng héich Hëtztbeständegkeet a Stäerkt, an anorganesch Partikelen hunn e groussen Afloss op de Kristallisatiounsprozess vu Polyethylen. Als anorganesch Keimbildungsmëttel kënne si direkt d'Stäerkt, d'Steifheet an d'Hëtztbeständegkeet vum Polyethylenharz an aner Schlësselindikatoren beaflossen.

03 Modifizéiert Kalziumkarbonat

Kalziumkarbonat, als villfältegt anorganescht Fëllstoff, huet zwou Nodeeler wann et mat Polymermaterialien benotzt gëtt:

Op der enger Säit ass d'Uewerfläch hydrophil an oleophob, mat staarker Polaritéit, am Géigesaz zu der hydrophober an oleophiler gerénger Polaritéit vum organesche Kierper ass et schwéier sech mat der Polymermatrix ze verbannen;

Op der anerer Säit huet Kalziumkarbonat eng schlecht Bindungskraaft mat Polymeren a kann nëmmen eng léislech Roll spillen. En ze héije Kalziumkarbonat féiert zu enger bedeitender Ofsenkung vun der Leeschtung vu Polymermaterialien, wat d'Produktioun an d'Veraarbechtung vu Produkter schwéier mécht.

An der praktescher Uwendung soll et eng gutt Grenzflächenverbindung tëscht Kalziumkarbonat a Polyethylen ginn, an d'Partikelgréisst vum Kalziumkarbonat soll kleng sinn an d'Dispergabilitéit soll gutt sinn. Dofir muss Kalziumkarbonat modifizéiert ginn.

Kalziumkarbonat gëtt mat Titanat-Kopplungsmëttel modifizéiert. D'Alkyldeel am Kopplungsmëttel ass einfach ze hydrolyséieren a mat -OH op der Uewerfläch vum Kalziumkarbonat während dem Modifikatiounsprozess ze verbannen, wat d'Uewerflächeegeschafte vum Kalziumkarbonat hydrophob maache kann; Déi dräi Strukturen kënne mam Polymer verwéckelt oder chemesch kombinéiert ginn, wouduerch d'Grenzflächenkompatibilitéit tëscht Kalziumkarbonat an dem Polymer an d'Rheologie an d'Dispersiounsstabilitéit vum Kalziumkarbonat am System verbessert ginn, wouduerch déi mechanesch Eegeschafte verbessert ginn.

Modifikatiounsprinzip vum Titanat-Kopplungsmëttel

04 Mat anorganeschem Pulver gefëllte modifizéierte Polyethylen

Den Zuo Yinze et al. hunn jeeweileg Titanat-Kopplungsmëttel (KH101) a Silan-Kopplungsmëttel (KH570) benotzt, fir CaCO3 a SiO2 als Fëllmëttel ze modifizéieren, a binär an ternär PE-Kompositmaterialien mat HDPE als Matrix hiergestallt. D'Fuerschung weist, datt: d'Dispersioun vu modifizéierte Nanopartikelen an der Matrix verbessert gëtt, d'Agglomeratiounsphänomen reduzéiert gëtt, an d'Zuchfestigkeit an d'Schlagfestigkeit vu binäre Kompositmaterialien als éischt eropgoen an dann ofhuelen, wann de CaCO3- an SiO2-Gehalt eropgeet. Wann d'Dotierungsquantitéit vu SiO2 7 Gew.-% ass, ass déi ëmfaassend Leeschtung vum PE/SiO2-Kompositmaterial am beschten; Wann d'Dotierungsquantitéit vu CaCO3 15 Gew.-% ass, ass déi ëmfaassend Leeschtung vum PE/CaCO3-Kompositmaterial am beschten. Bei PE/CaCO3/SiO2-Kompositmaterialien, wann d'Dotierungsquantitéite vu Kalziumkarbonat a SiO2 25 Gew.-% an 7 Gew.-% sinn, erhéijen d'Zuchfestigkeit an d'Schlagfestigkeit mat Kerben ëm 17.6% respektiv 34.5%, wat e synergisteschen Effekt garantéiert a besser Resultater erreecht. Gesamtleistung.

Den Zhou Lin an anerer hunn héichperformant Kompositmaterialien mat Nano-Kalziumkarbonat, gemëscht mat SBS/HDPE, entwéckelt. D'Fuerschung huet gewisen, datt: d'Schlagfestigkeit, d'Zuchfestigkeit an d'Bruchsdehnung vun Nano-Kalziumkarbonat- a SBS/Héichdicht-Polyethylen-Mëschunge mat der Erhéijung vun Nano-Kalziumkarbonat zougeholl hunn. D'Ännerungen am Masseundeel weisen all eng parabolesch Ännerung mat enger Ëffnung no ënnen. Well d'Schlageigenschaften, d'Zuchfestigkeit an d'Bruchsdehnung vun de Mëschunge sech grondsätzlech synchron änneren, kann een dovun ausgoen, datt Nano-Kalziumkarbonat d'Mëschunge souwuel härte wéi och verstäerke kann. Déi allgemeng Leeschtung vun der Mëschung ass optimal, wann d'Massenundeel vun Nano-Kalziumkarbonat 15% vun der Gesamtmass vun der Mëschung erreecht.

Den Zhang Xiaoqian et al. hunn ënnerschiddlech Proportioune vu CaCO3-Whiskers mat Holzmiel an HDPE kombinéiert, fir CaCO3/HDPE/Holzmiel-Kompositmaterialien ze preparéieren. Hir Fuerschung weist, datt wann d'Dotierungsquantitéit vu CaCO3 7% ass, d'Zuchfestigkeit e Maximumwäert vun 28.3 MPa erreecht. Am Verglach mam HDPE/Holzpulver-Kompositmaterial (19.7 MPa) gëtt se ëm 43.7% erhéicht, während d'Biege- a Schlagfestigkeit ëm 19.2% an 20.1% erhéicht ginn.