Le carbonate de calcium est la charge minérale la plus utilisée et consommée dans l'industrie des plastiques. Dans les films soufflés et autres produits plastiques, il sert non seulement de charge économique, mais aussi de modificateur minéral haute performance. Cependant, son efficacité au sein de la matrice plastique est déterminée par les agents en amont. équipement de broyage (système de classification des broyeurs à boulets, broyeur à rouleaux annulaires) et équipement de modification de surface (modificateur continu).
I. Source de plastique de haute qualité de grade C : équipements de broyage et procédés de modification continue
Le choix du type de poudre de carbonate de calcium approprié est essentiel pour obtenir d'excellentes performances dans les applications plastiques. Cela implique que la poudre minérale présente une granulométrie spécifique et étroite, une pureté élevée et des propriétés de modification de surface optimisées.
Système de broyage à billes et de classificationPréparation de micropoudres à grande échelle et de haute précision
Caractéristiques du processus :
Utilise un broyeur à billes ultrafin à sec combiné à un classificateur à air de haute précision en fonctionnement série/parallèle pour un broyage efficace du carbonate de calcium.
Avantages en matière de performance :
Ce procédé permet de produire de manière stable du carbonate de calcium lourd ultrafin, d'une granulométrie de 800 à 3000 mesh, voire plus. Un contrôle rigoureux grâce au classificateur à air retient efficacement les particules de taille excessive. Il élimine les dommages causés par les particules grossières aux zones à parois fines des films soufflés et garantit une distribution granulométrique uniforme. Il prévient la formation de points de cristallisation et la rupture du film lors de son étirage pendant la production.
Broyeur à rouleaux annulairesUn choix économique pour une finesse moyenne à élevée
Caractéristiques du processus :
Utilise le principe de laminage et de broyage de pistes annulaires et de rouleaux multicouches, intégrant le broyage et la classification du carbonate de calcium.
Avantages en matière de performance :
Comparativement aux broyeurs traditionnels, les broyeurs à anneaux consomment moins d'énergie, produisent des particules de poudre de bonne sphéricité et présentent une surface spécifique modérée, ce qui les rend extrêmement rentables. Ils sont couramment utilisés pour la production de poudre de carbonate de calcium de finesse moyenne à élevée, destinée aux charges pour films soufflés.
Machine de revêtement continuL’étape clé de la transformation d’« hydrophile » en « oléophile »
Caractéristiques du processus :
La poudre de carbonate de calcium natif présente une surface hydrophile et oléophobe. Son mélange direct avec des résines polyoléfines entraîne facilement une agglomération. Le procédé de modification en continu utilise une dispersion à grande vitesse, un chauffage à température contrôlée et une pulvérisation par atomisation efficace d'agents de revêtement (tels que des aluminates, de l'acide stéarique ou des agents de couplage). Il permet d'obtenir un revêtement à haut rendement des particules de carbonate de calcium.
Avantages en matière de performance :
Après traitement avec le modificateur continu, l'énergie de surface du carbonate de calcium est considérablement réduite, le transformant d'hydrophile à oléophile. Il peut être parfaitement dispersé dans le polymère fondu, améliorant ainsi grandement la compatibilité et l'adhérence interfaciale avec les résines plastiques.
II. Comment ajouter directement de la poudre de CaCO3 à une ligne de production de film soufflé ?
Dans les procédés traditionnels, le carbonate de calcium est généralement transformé en mélange-maître de charge avant d'être ajouté aux polyoléfines. Désormais, des lignes de production spécialisées intégrant la technologie de superfusion permettent d'ajouter directement de la poudre de CaCO3 broyée et modifiée aux lignes de production de tuyaux, de feuilles de polypropylène et de films soufflés.
Configuration de l'équipement : Dotée d'une extrudeuse à double vis corotative spéciale, possédant d'excellentes capacités de cisaillement et de dispersion.
Structure de production : Peut être conçue comme une ligne de production monocouche ou une ligne de production à trois couches équipée de deux extrudeuses standard pour la production de surfaces ultra-minces.
Avantages de l'addition directe : Élimine totalement la consommation d'énergie liée à la granulation secondaire du mélange-maître, ce qui entraîne une réduction significative des coûts des matières premières.
III. Principaux avantages du CaCO3 dans les films soufflés
Outre ses propriétés anti-adhérentes, le carbonate de calcium possède de nombreuses autres propriétés. Il peut modifier les caractéristiques physiques des polymères fondus. Comparé aux polyoléfines non chargées, le CaCO₃ présente une densité plus élevée, une conductivité thermique plus faible et une capacité thermique moindre, et il conserve une forme solide lors de l'extrusion.
Amélioration de l'efficacité du traitement
Augmentation du débit de l'extrudeuse : La conductivité thermique élevée du minéral accélère la fusion et le refroidissement de la résine.
Charge d'équipement réduite : Réduit la pression de fusion et le couple de l'extrudeuse, ce qui permet une meilleure homogénéisation de la matière fondue.
Efficacité de refroidissement accélérée : Améliore l'efficacité de la production et accélère le refroidissement de la bulle de film.
Amélioration des performances des films soufflés
L'ajout de CaCO3, raffiné par broyage à billes/broyage annulaire et traité en surface par une machine de modification continue, à une matrice polymère semi-cristalline peut conduire aux améliorations de performance suivantes :
Rigidité et résistance aux chocs : Augmente la rigidité du film et améliore la résistance aux chocs des marteaux de chute.
Propriétés physiques : Excellent effet anti-blocage, propriétés de barrière améliorées, résistance accrue à la propagation des larmes (Elmandorf), tension superficielle légèrement augmentée.
Contrôle de la densité : Augmente la densité du film lorsqu'il n'est pas étiré ; diminue la densité après étirement, assurant la perméabilité lorsque nécessaire.
Applications typiques : Sacs de courses, sacs fourre-tout, sacs poubelle, films plastiques, films agricoles, sacs d'emballage résistants, films de support, etc.
Réduction des coûts et durabilité
Réduction des coûts de formulation (réduction des doses) : L'ajout de CaCO3 augmente la densité du film, mais un poids de film constant peut être maintenu en réduisant son épaisseur. Par exemple, pour une teneur en CaCO3 de 30%, il suffit de réduire l'épaisseur du film de 20% pour conserver un poids constant.
Réduction des coûts liés à l'alimentation directe : L'alimentation directe peut réduire considérablement les coûts des matières premières (sur la base d'un prix du polymère d'environ 1100 €/tonne), et même dans les cas où le dosage réduit n'est pas possible, l'extrusion directe offre toujours un potentiel de réduction des coûts et de renforcement.
Durabilité améliorée : La chaleur spécifique des minéraux de carbonate de calcium est nettement inférieure à celle des polymères, ce qui permet de réaliser d'importantes économies d'énergie lors de l'extrusion. L'utilisation de la technologie d'addition directe hyperconvergée permet de réduire considérablement les émissions de carbone des produits et leur impact environnemental.
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— Publié par Emily Chen