Le carbonate de calcium (CaCO3) est une charge inorganique largement utilisée dans les films plastiques en raison de son faible coût, de sa couleur blanche éclatante et de ses excellentes performances globales. L'incorporation de CaCO3 dans des mélanges-maîtres de charge simplifie la transformation, améliore l'efficacité du mélange, accélère la production et minimise les émissions de poussières en suspension.
1. Caractéristiques et Exigences de traitement
L'utilisation du carbonate de calcium comme charge polymère améliore la stabilité dimensionnelle, la rigidité et la résistance à la chaleur tout en réduisant les coûts de production. Cependant, une utilisation inappropriée ou une granulométrie non optimisée peuvent augmenter la densité globale du matériau et dégrader ses propriétés mécaniques (telles que la résistance à la traction, la résistance aux chocs et la ténacité) ainsi que sa transparence optique.
- Hydrophilie de surface : Les particules de carbonate de calcium possèdent naturellement des groupes hydroxyle (OH) en surface, ce qui leur confère un caractère hydrophile, oléophobe et une légère alcalinité. Il en résulte une faible affinité avec les polymères organiques, entraînant l'agglomération des particules et des défauts d'interface au sein de la matrice.
- Traitement et modification ultrafins : Pour atténuer ces défauts et permettre des niveaux de charge plus élevés, le carbonate de calcium brut doit subir une transformation. pulvérisation ultrafine (jusqu'à l'échelle micro ou nano) et modification de surface pour rendre les particules hydrophobes et facilement dispersibles.
2. Équipement de pulvérisation et de modification des noyaux pour le carbonate de calcium
Le processus de fabrication du carbonate de calcium comprend généralement les étapes suivantes : concassage grossier, broyage fin, broyage ultrafin et revêtement de surface. Les différents systèmes de broyage influent directement sur les performances finales du film plastique.
| Équipement de pulvérisation/modification | Mécanisme de fonctionnement et fonctionnalités | Impact sur la performance cinématographique |
| Broyeur à cylindres verticaux / Broyeur à cylindres annulaires /Broyeur à billes | Convient pour broyage à sec grossier et fin (200–1250 mesh) avec une capacité élevée et une faible consommation d'énergie. | Fournit un matériau de charge de base homogène, réduisant efficacement les coûts des matières premières et augmentant la rigidité du film et sa stabilité thermique. |
| Broyeur à voie humide / Broyeur à billes | Utilisé pour broyage humide ultrafin (au-dessus de 2000 mesh / niveaux submicroniques), produisant des distributions granulométriques étroites. | Minimise les points de concentration de contraintes à l'intérieur du film ; l'ajout de 5% peut augmenter la résistance à l'impact de la chute de fléchettes de 13,2% et l'allongement à la rupture d'environ 5%. |
| Jet Mill | Utilise un flux d'air à grande vitesse pour les collisions entre particules, empêchant contamination métallique. | Assure une dispersion élevée, ce qui la rend idéale pour les emballages haute transparence et les films ultra-minces sans compromettre la brillance. |
| Broyeur à trois rouleaux/broyeur à broches modifié | Moissonneuses-batteuses pulvérisation et revêtement de surface simultanément, en utilisant la chaleur de broyage pour activer les modificateurs. | Élimine l'agglomération, assure une dispersion uniforme de la résine et améliore considérablement la respirabilité, la perméabilité à l'humidité et la dégradabilité. |
3. Application du carbonate de calcium modifié dans les résines filmogènes
L'association d'un broyage ultrafin et d'une modification de surface permet d'obtenir des poudres de carbonate de calcium fonctionnalisées, optimisées pour différentes résines :
- Films en polyéthylène (PE) : Les emballages en polyéthylène représentent plus de 401 000 tonnes de la consommation de films plastiques. Le CaCO3 modifié ultrafin améliore la résistance mécanique, la stabilité thermique, les propriétés antibuée, la protection contre les IR/UV et la dégradation environnementale contrôlée.
- Films en polypropylène (PP) :
- PP à orientation biaxiale (BOPP) : Nécessite des particules exemptes de gros grains. Le carbonate de calcium ultrafin, broyé par jet d'air, empêche la rupture du film lors de l'étirement biaxial tout en maintenant sa résistance mécanique.
- Films microporeux à séparation de phase induite thermiquement (TIPS) : Le carbonate de calcium uniforme agit comme agent porogène, créant des membranes PP microporeuses avec une efficacité de séparation élevée et des propriétés mécaniques robustes.
- Films en polychlorure de vinyle (PVC) et en fluoropolymères :
- Films PVC / PVDC : Ajouté dans des limites appropriées, le carbonate de calcium modifié améliore la résistance à la traction, l'allongement à la rupture et la stabilité de transformation.
- Films poreux en PVDF : Le contrôle de la taille des particules et de la charge de carbonate de calcium pendant le traitement TIPS permet un réglage précis de la porosité de la membrane PVDF, du flux d'eau et du taux de rejet.
4. Synergies entre procédés et équipements
L'intégration réussie du carbonate de calcium dans les films plastiques repose sur la synergie de pulvérisation, modification de surface et extrusionL'utilisation de machines de broyage de haute précision pour contrôler la distribution des particules, associée à une modification de surface sèche ou humide, transforme le Caco3 en un additif à haute valeur ajoutée qui allie faible coût et haute performance.
« Merci de votre lecture. J’espère que cet article vous sera utile. N’hésitez pas à laisser un commentaire ci-dessous. Pour toute question, vous pouvez également contacter le service client en ligne de Zelda. »
— Publié par Emily Chen