En los últimos años, con el rápido desarrollo de carbonato de calcio tecnología de procesamiento y el desarrollo avanzado de la tecnología de modificación de carbonato de calcio.
El carbonato de calcio puede reducir el costo de los productos, a la vez que mejora muchas de sus propiedades, algunas de las cuales son únicas. A medida que la tecnología de microespumado madura y la tecnología del carbonato de calcio hueco alcanza el éxito, la tecnología de reducción de peso de los compuestos de carbonato de calcio pronto entrará en producción industrial. El carbonato de calcio ha pasado de ser un relleno tradicional a un nuevo modificador.
Beneficios ambientales del carbonato de calcio
Ahorrar recursos petroleros
Suponiendo un contenido de carbonato de calcio 30% en PE,
La producción anual de bolsas de plástico para envases es de 3 millones de toneladas. Esto permite ahorrar 900.000 toneladas de resina a base de piedra y reducir el consumo de petróleo en 2,7 millones de toneladas.
Desempeño ambiental
Añadir carbonato de calcio a las bolsas de basura plásticas durante la incineración puede aumentar la velocidad de combustión y acortar el tiempo de combustión. El carbonato de calcio se expande al calentarse, creando pequeños orificios que aumentan la superficie expuesta al oxígeno, acelerando así la combustión.
Por ejemplo, la película de polietileno con carbonato de calcio 30% se quema en 4 segundos, en comparación con los 12 segundos de la película de plástico puro. El carbonato de calcio actúa como mecha, promoviendo una combustión más completa y reduciendo las emisiones de humo negro. La alcalinidad del carbonato de calcio absorbe los gases ácidos, reduciendo el humo tóxico y la probabilidad de lluvia ácida.
Japón exige el uso de carbonato de calcio 30% en las bolsas de plástico incineradas. Las bolsas rellenas de carbonato de calcio se queman más rápido, generan menos calor, no gotean y no producen humo negro, lo que reduce la contaminación secundaria. Además, protegen el incinerador de daños.
Universal modificación efectos del carbonato de calcio
Mejorando la rigidez de los materiales compuestos
El carbonato de calcio mejora la resistencia a la flexión, el módulo de flexión, la dureza y la resistencia al desgaste de los compuestos. En el caso de las películas plásticas, la mayor rigidez del compuesto mejora significativamente la rigidez de la película. Esto ayuda a que la película se mantenga plana y evita que se curve.
Mejora de la estabilidad dimensional de los materiales compuestos
La mejora de la estabilidad dimensional se refleja en una reducción de la contracción, la deformación, el coeficiente de expansión lineal y la fluencia. El relleno de carbonato de calcio mejora significativamente la estabilidad dimensional y promueve la isotropía.
Mejora de la resistencia térmica de los materiales compuestos
El carbonato de calcio mejora la estabilidad térmica de los compuestos al absorber sustancias que promueven la descomposición. Por ejemplo, la estabilidad térmica de los compuestos de PBAT/carbonato de calcio es significativamente mayor que la del PBAT puro. En productos de PVC, la adición de carbonato de calcio ligero absorbe el ácido clorhídrico generado durante la descomposición, lo que mejora considerablemente la estabilidad térmica del PVC durante su procesamiento.
Mejorar la resistencia al desgarro de la película.
El carbonato de calcio mejora la estabilidad térmica de los compuestos al absorber sustancias que promueven la descomposición. Por ejemplo, la estabilidad térmica de los compuestos de PBAT/carbonato de calcio es significativamente mayor que la del PBAT puro. En productos de PVC, la adición de carbonato de calcio ligero absorbe el ácido clorhídrico generado durante la descomposición, lo que mejora considerablemente la estabilidad térmica del PVC durante su procesamiento.
Mejorar la resistencia al desgarro de la película.
Las películas plásticas generales presentan las desventajas de una alta resistencia longitudinal y una baja resistencia transversal, especialmente las películas de poliéster alifático PBS, PLA y PHA. La adición de carbonato de calcio aumenta la isotropía del compuesto y mejora significativamente la resistencia al desgarro.
Propiedades especiales modificadas del carbonato de calcio
Efectos sobre las propiedades de tracción e impacto
No todos los carbonatos de calcio mejoran la resistencia a la tracción y al impacto. El efecto depende del tamaño de partícula y del tratamiento superficial del carbonato de calcio.
El tamaño de partícula del carbonato de calcio influye en su efecto de modificación sobre el plástico. Generalmente, se utilizan partículas de tamaño inferior a 1000 mesh para la modificación incremental. Las partículas de tamaño entre 1000 y 3000 mesh, con un contenido inferior a 10%, presentan cierto efecto de modificación. Las partículas de tamaño superior a 5000 mesh son carbonato de calcio funcional, con efectos de modificación significativos. Pueden mejorar la resistencia a la tracción y al impacto.
El tratamiento superficial del carbonato de calcio también influye en su rendimiento. Un tratamiento adecuado puede mejorar la resistencia a la tracción y al impacto de los compuestos.
Con el continuo desarrollo de la teoría de compuestos orgánicos/inorgánicos, el CaCO₃ ha evolucionado de un simple relleno a un material funcional. Por ejemplo, los compuestos de homopolímero PP/CaCO₃ elaborados con carbonato de calcio presentan una resistencia al impacto con entalla más del doble que la del plástico base.
Supresión de humo durante la combustión
El CaCO₃ posee excelentes propiedades supresoras de humo. Actúa reaccionando con los haluros de hidrógeno presentes en el humo, capturándolos para formar CaCl₂ estable. Los polímeros que producen haluros de hidrógeno durante la combustión, como el cloruro de vinilo, el polietileno clorosulfonado y el neopreno, pueden utilizar el CaCO₃ como supresor de humo. Dado que la combustión es una reacción heterogénea sólido-gas que ocurre únicamente en la superficie de las partículas sólidas, el tamaño de partícula del CaCO₃ se convierte en un factor crucial para la supresión de humo. Las partículas más pequeñas tienen una superficie específica mucho mayor, y el carbonato de calcio más fino proporciona una mejor supresión de humo.
Agente antiadherente
La película tubular soplada que contiene carbonato de calcio tiene buenas propiedades de apertura y no se pega al enrollarse. El carbonato de calcio actúa como agente de apertura.
Aumentar la conductividad térmica
La adición de carbonato de calcio aumenta la conductividad térmica de la película, lo que permite que la burbuja de la película soplada se enfríe más rápido, mejorando así la eficiencia de producción y el rendimiento de la extrusora. Por ejemplo, al añadir carbonato de calcio ligero 25% a láminas de PVC, el calentamiento a 200 °C tarda solo 3,5 segundos, mientras que las láminas de PVC puro requieren 10,8 segundos, lo que triplica la conductividad térmica.
Mejorar la liquidez
El carbonato de calcio mejora la fluidez del sistema compuesto, reduciendo la viscosidad de la masa fundida y el par de torsión de la extrusora. Esto aumenta el rendimiento de la extrusora y mejora la eficiencia de producción. Los diferentes tipos de carbonato de calcio tienen distintos efectos en la fluidez. El orden de fluidez es: calcita de gran tamaño > CaCO₃ de mármol, CaCO₃ de dolomita > calcita de pequeño tamaño > CaCO₃ ligero.
Rendimiento de igualación de colores
El carbonato de calcio de alta blancura puede sustituir a algunos pigmentos blancos, como el dióxido de titanio, lo que permite ahorrar en el costoso dióxido de titanio. El carbonato de calcio de calcita de gran tamaño, gracias a su alta blancura y alta opacidad, se convierte en la opción preferida.
Mayor transpirabilidad
Las películas plásticas rellenas de carbonato de calcio crean pequeños poros durante el estiramiento, que permiten el paso del vapor de agua, pero bloquean el agua líquida. Esto las hace adecuadas para productos plásticos transpirables. Una película transpirable típica se fabrica añadiendo grandes cantidades de carbonato de calcio y estirándola. Para producir películas transpirables, se suele utilizar carbonato de calcio con un tamaño de malla de 3000.
y la distribución del tamaño de partícula debe ser muy estrecha.
Promover el rendimiento de degradación del producto
Cuando se entierran bolsas de plástico de polietileno que contienen carbonato de calcio, este puede reaccionar con el dióxido de carbono y el agua para formar Ca(HCO₃)₂ soluble en agua. Esto provoca que el bicarbonato de calcio se desprenda de la película, dejando pequeños agujeros. Estos agujeros aumentan la superficie de la película de plástico expuesta al aire y a los microorganismos, lo que favorece la degradación del producto.
Conclusión
El efecto de modificación positiva del carbonato de calcio mejora significativamente su valor aplicativo mediante la funcionalización de superficies y la sinergia con materiales compuestos. Gracias a los avances en nanotecnología, modificación de surfactantes y recubrimientos poliméricos, el carbonato de calcio modificado muestra un gran potencial en plásticos, caucho, recubrimientos y materiales de construcción.
Mejora las propiedades mecánicas, el flujo de procesamiento y la expansión funcional.
Esta estrategia de modificación ecológica y eficiente reduce las limitaciones de los rellenos tradicionales y proporciona una solución económica y respetuosa con el medio ambiente para mejorar el rendimiento del material.
En el futuro, gracias a la investigación exhaustiva sobre tecnologías de modificación de precisión, se espera que el carbonato de calcio logre avances significativos. Estos avances se darán en campos emergentes como los nuevos materiales energéticos y los portadores biomédicos. Esto seguirá impulsando a las industrias hacia un mayor rendimiento y un desarrollo sostenible.
Polvo épico
Polvo épicoMás de 20 años de experiencia en la industria de polvos ultrafinos. Promovemos activamente el desarrollo futuro de polvos ultrafinos, centrándonos en su trituración, molienda, clasificación y modificación. ¡Contáctenos para una consulta gratuita y soluciones personalizadas! Nuestro equipo de expertos se dedica a proporcionar productos y servicios de alta calidad para maximizar el valor de su procesamiento de polvos. Epic Powder: ¡Su experto de confianza en procesamiento de polvos!