Как модификаторы пластика, неорганические минеральные порошки обладают рядом уникальных физических и химических свойств. Они обладают высокой удельная площадь поверхности, хорошая термическая стабильность и механическая прочность. В последние годы неорганические минеральные порошки внесли значительный вклад. Они улучшают эксплуатационные характеристики пластмасс и способствуют развитию пластмассовой промышленности.
1. Типы неорганических минеральных порошков
(1) Карбонат кальция
Карбонат кальция является самым ранним и наиболее широко используемым неорганическим наполнителем в пластмассах. Он обладает превосходной белизной, стабильными химическими свойствами и низкой абсорбцией масла. Добавляя карбонат кальция, можно улучшить твердость, размерную стабильность и обрабатываемость пластмасс. Это также значительно снижает производственные затраты.
Если взять полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП) в качестве примеров, то добавление карбоната кальция улучшает прочность на растяжение и модуль изгиба этих двух пластиков, а также повышает их температуру тепловой деформации. Стоит отметить, что ультратонкий карбонат кальция также может использоваться для производства высокопроизводительных пластиков. Он придает материалам лучшие механические и оптические свойства.
(2) Тальк
Тальк не только обладает превосходной смазывающей способностью, но и демонстрирует хорошую термостойкость и электроизоляцию. Благодаря хлопьевидной структуре и высокому соотношению диаметра к толщине талька жесткость и твердость материала могут быть значительно повышены. Кроме того, тальк обладает такими свойствами, как термостойкость, термостойкость, смазывающая способность и диспергируемость. Это делает его применимым в широком спектре областей, что делает его незаменимым материалом в различных отраслях промышленности.
(3) Каолин
Каолин высоко ценится за его превосходную белизну, стабильные химические свойства и хорошую электроизоляцию. Его уникальная слоистая структура обеспечивает превосходные заполняющие и армирующие эффекты. В области пластмасс ценность применения каолина в первую очередь проявляется в его заполняющих и армирующих функциях. Благодаря своим стабильным химическим свойствам и превосходной диспергируемости каолин широко используется в различных пластмассах. Например, существуют поливинилхлорид (ПВХ) и полиэтилен (ПЭ). Добавление каолина может значительно улучшить механическую прочность, износостойкость и термическую стабильность пластмасс. В то же время это также может помочь снизить производственные затраты. В некоторых высокопроизводительных пластмассах каолин даже используется в качестве огнестойкой и антистатической добавки.
(4) Слюдяной порошок
Слюда не только обладает превосходной электроизоляцией, термостойкостью и коррозионной стойкостью, но и светопропусканием. Она превосходит другие неорганические порошки, а также способна блокировать инфракрасные лучи. Поэтому она широко используется в парниковых пленках. Будучи важным неорганическим минеральным наполнителем, порошок слюды сыграл значительную роль в различных областях, таких как пластмассы, благодаря своим превосходным физическим и химическим свойствам.
(5) Волластонит
Волластонит в природе встречается в основном в виде волокнистых, радиальных, перистых или блочных агрегатов, причем наиболее распространенными формами являются волокнистые или игольчатые структуры. В пластмассовой промышленности его мелкие частицы равномерно смешиваются и добавляются в пластиковую матрицу для эффективного улучшения механических свойств пластика, повышения его механической прочности и термической стабильности. В то же время волластонит также помогает улучшить износостойкость материала. Как белый наполнитель, он придает изделию лучший визуальный эффект и более эстетичный внешний вид.
(6) Нано-минеральный порошок
С непрерывным развитием нанотехнологий наноразмерные неорганические минеральные порошки продемонстрировали большой потенциал в модификации пластика. Наноминеральные порошки имеют большую удельную площадь поверхности, поверхностную энергию и другие свойства и предлагают уникальные преимущества в области модификации пластика. Например, нанокарбонат кальция может использоваться в качестве наполнителя в резиновых и пластиковых изделиях для улучшения термостойкости, износостойкости, размерной стабильности, жесткости и технологичности, при этом эффективно снижая затраты.
2. Функции и механизмы действия неорганических минеральных порошков в пластмассах
(1) Улучшение механических свойств пластмасс
При смешивании неорганических наполнителей с пластиковой матрицей образуется многофазная композитная структура. Минеральные порошки распределены в пластиковой матрице в виде дисперсных фаз. Их твердость и модуль упругости значительно выше, чем у пластиков. При воздействии напряжения эти порошки могут разделять и рассеивать напряжение, тем самым повышая механическую прочность материала. Благодаря своей высокой твердости неорганические минеральные порошки действуют как скелет в пластиках, предотвращая возникновение и расширение трещин, что снижает риск деформации и разрыва.
Например, после смешивания талька с полипропиленом (ПП) модуль изгиба и предел прочности на растяжение увеличиваются, а ударная вязкость улучшается. Модификация неорганических минеральных порошков может значительно повысить механическую прочность, твердость и жесткость пластмасс, оптимизировать их общие механические свойства и сделать наполненные композитные материалы широко применимыми во многих областях.
(2) Улучшенные термические свойства
Порошок волластонита обладает высокой теплопроводностью и хорошими изоляционными свойствами, что может улучшить теплопроводность и химическую стабильность пластмасс. Порошок слюды, благодаря своей слоистой структуре и термостойкости, широко используется для повышения теплопроводности, механических свойств и атмосферостойкости пластмасс.
Оксид алюминия также обладает хорошей теплопроводностью и химической стабильностью. Его часто используют для улучшения теплопроводности и термостойкости пластмасс. Нитрид бора обладает высокой теплопроводностью и превосходными электроизоляционными свойствами, что может значительно улучшить эксплуатационные характеристики пластмасс. Однако из-за его дефицитности и высокой стоимости он в основном используется в высокотехнологичных приложениях.
(3) Улучшенные электрические свойства
В области электронных приборов и коммуникационного оборудования существуют строгие требования к электроизоляционным свойствам пластмасс. Некоторые специфические минеральные порошки, такие как каолин и слюда, обладают превосходными электроизоляционными свойствами. Включение этих порошков в пластмассы может значительно улучшить изоляционные свойства материалов, что делает их идеальными для производства электроизоляционных компонентов. Кроме того, путем введения минеральных порошков с хорошей электропроводностью (таких как технический углерод и углеродные нанотрубки) можно разрабатывать проводящие пластмассы. Эти материалы имеют широкий спектр применения в областях антистатического и электромагнитного экранирования.
(4) Сокращение материальных затрат
Стоимость минеральных порошков намного ниже стоимости полимерных смол. Поэтому, путем включения неорганических минеральных порошков в пластиковые материалы, можно эффективно снизить себестоимость пластиковых изделий. Например, добавление карбоната кальция в обычные пластики, такие как ПВХ и ПЭ, не только снижает стоимость материалов, но и улучшает их механические свойства и технологические характеристики. В крупномасштабном промышленном производстве выбор подходящего типа и количества наполнителей может в некоторой степени снизить себестоимость продукции, сохраняя или даже улучшая эксплуатационные характеристики пластиков, тем самым повышая конкурентоспособность продукции на рынке.
3. Конкретные сценарии применения неорганических минеральных порошков в пластмассах
(1) Автомобильная промышленность
Легкие пластиковые материалы широко используются в автомобильной промышленности для достижения энергосбережения и сокращения выбросов. Добавление неорганических минеральных порошков в пластмассы может значительно улучшить их механические свойства и создать легкие пластиковые изделия, что особенно важно в автомобильной и аэрокосмической отраслях.
Например, добавление талька или карбоната кальция к ПП может улучшить прочность на разрыв и жесткость материала, одновременно уменьшив его вес. Включение этих минеральных порошков может также повысить термостойкость и размерную стабильность, отвечая требованиям применения автомобильных деталей в высокотемпературных средах. Это улучшает сопротивление ползучести при высоких температурах, снижает усадку и приводит к лучшему качеству поверхности, более привлекательному внешнему виду и более подходящим ощущениям.
(2) Строительные материалы
Неорганические минеральные порошки играют все более важную роль в области строительных материалов. Поскольку они обладают уникальными физическими и химическими свойствами. При производстве труб и листов из ПВХ композитные материалы, изготовленные путем введения каолина, могут улучшить прочность на растяжение и модуль изгиба материалов, а также повысить ударопрочность и стойкость к химической коррозии. Для дорог и инфраструктуры известняковый порошок и другие минеральные порошки часто используются в качестве наполнителей в асфальтобетонных смесях для повышения прочности и долговечности дорожного покрытия. Благодаря этим модификациям и оптимизациям неорганические минеральные порошки могут не только улучшить эксплуатационные характеристики строительных материалов, но и способствовать развитию зеленых зданий, поддерживая цели устойчивого развития строительной отрасли.
(3) Электроника и электрика
Пластиковые материалы играют важную роль в электронной и электротехнической промышленности, где они должны обладать превосходной электроизоляцией и теплопроводностью. Электроизоляция является ключевой характеристикой пластиковых материалов, но ее может потребоваться улучшить для приложений с высоким спросом. Каолин и порошок слюды являются обычно используемыми неорганическими минеральными порошками. В сочетании с пластиковыми смолами они могут увеличить удельное сопротивление и предотвратить электрические сбои. Порошок слюды, обладающий высокой термостойкостью, идеально подходит для высокотемпературной электронной упаковки. Оксид алюминия и нитрид бора являются теплопроводящими порошками, которые при смешивании с пластиковыми смолами улучшают теплопроводность. Они широко используются в электронной упаковке, устройствах рассеивания тепла, автомобильных двигателях и других приложениях.
(4) Неорганические минеральные порошки для товаров повседневного спроса
Неорганические минеральные порошки играют важную роль в улучшении свойств пластиковых изделий, улучшая их адаптируемость. Тальк и порошок слюды — два широко используемых неорганических минеральных порошка. При производстве корпусов бытовых приборов тальк повышает прочность и предотвращает растрескивание. Порошок слюды улучшает термостойкость и сохраняет стабильные характеристики. Каолин и карбонат кальция необходимы при производстве детских игрушек. Они улучшают механическую прочность, снижают коэффициент трения, минимизируют износ, улучшают производительность обработки, повышают твердость и обеспечивают безопасность и долговечность.
Для предприятий с регулярным полномасштабным производством фрезерование на месте может оказаться экономически эффективным вариантом. ЭПИЧЕСКИЙ Порошок является экспертом в предоставлении индивидуальных решений по фрезерованию для вашей отрасли.
