1 引言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展以及綜合國(guó)力的提高，PVC壓延制品在國(guó)內(nèi)得到空前發(fā)展，幾乎在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。大棚膜、燈箱廣告膜、充氣玩具膜、防滲土工膜、糧食儲(chǔ)藏膜、包裝膜、鹽膜、工業(yè)薄膜、臺(tái)布膜、地板革、人造革、坑布革、防水卷材等，都可以見(jiàn)到PVC壓延的影子；在水庫(kù)、渠道、蓄水池、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、水上娛樂(lè)設(shè)施及各種地下工程、水下工程的防滲和垃圾掩埋場(chǎng)、污水處理廠等環(huán)保工程中也有廣泛的應(yīng)用，而且繼續(xù)朝著大型化、規(guī)?；姆较虬l(fā)展。PVC壓延制品已成為現(xiàn)代化國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要物資。
碳酸鈣作為PVC中的填料，是所有填料中用量最大、使用最普通的一種材料。由于碳酸鈣具有價(jià)格低，無(wú)毒，無(wú)刺激性，無(wú)氣味，色白，折光率低，原材料供應(yīng)充足，可以降低制品的收縮率等優(yōu)點(diǎn)，在PVC制品中得到了廣泛的應(yīng)用。
濕法研磨超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣由于其粒徑細(xì)、粒度分布窄、比表面積大、產(chǎn)品穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于PVC制品，本文選取了廣源化工生產(chǎn)的濕法研磨超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣CC-6000目產(chǎn)品應(yīng)用于PVC壓延膜中，并與干法生產(chǎn)的超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行比較，對(duì)比了制品的拉伸強(qiáng)度、光澤度、產(chǎn)品的比重等一系列指標(biāo)，為PVC壓延企業(yè)碳酸鈣的選型提供了數(shù)據(jù)支持。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 原料及配方
聚氯乙烯（PVC），牌號(hào)，SG5，甘肅銀達(dá)化工有限公司；超細(xì)CaCO3，江西廣源化工有限責(zé)任公司，型號(hào)分別為CC-1250，CC-2500，CC-6000；DOP，市售；環(huán)氧大豆油，市售；復(fù)合穩(wěn)定劑，HL-45，石家莊聚源豐化工有限公司；復(fù)合抗氧劑，自配，北京極易化工有限公司，GY-168，GY-1010。
表1 制備壓延膜實(shí)驗(yàn)配方
| 編號(hào) |
樹(shù)脂/g |
DOP/ g |
環(huán)氧大豆油/g |
復(fù)合穩(wěn)定劑/g |
復(fù)合抗氧劑/g |
CaCO3/ g |
| 1 |
100 |
40 |
- |
2.5 |
0.5 |
8-13 |
| 2 |
100 |
45 |
5 |
3 |
0.5 |
100-150 |
注：其中1號(hào)配方為低填充量的配方，2號(hào)配方為高填充量配方。
2.2 主要儀器設(shè)備
開(kāi)煉機(jī)：KY-3203，東莞市厚街開(kāi)研機(jī)械設(shè)備廠；壓片機(jī)：KY-3201-A型，東莞市厚街開(kāi)研機(jī)械設(shè)備廠；激光粒度儀：3000E型，英國(guó)馬爾文公司；萬(wàn)能力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)機(jī)：型號(hào)CMT-6104，美斯特工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司；電子比重計(jì)：DH-300型，北京儀特諾電子科技有限公司；光電霧度儀：型號(hào)WGW，上海珊科儀器廠。
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
按配方稱取原料進(jìn)行配料，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笤陔p輥開(kāi)煉機(jī)混煉成膜，混煉溫度170℃，混煉時(shí)間10min；將混煉好的物料稱取一定質(zhì)量在小型壓片機(jī)上壓片和壓薄膜，溫度160℃，保壓3min；將壓制好的片材經(jīng)自動(dòng)取樣器裁剪后進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、光澤度、比重的測(cè)試，稱取0.5g混煉后的料壓制成薄膜進(jìn)行透過(guò)率的測(cè)試。
2.4 性能測(cè)試
粒徑分布：激光顆粒分布測(cè)量?jī)x測(cè)量CaCO3粒子分布。 拉伸強(qiáng)度測(cè)試：按GB/T1040-1992測(cè)試。比重測(cè)試：采用電子比重計(jì)測(cè)試比重。比表面積：BET多點(diǎn)測(cè)試
3 結(jié)果與討論
3.1 超細(xì)CaCO3的性能
表2 超細(xì)碳酸鈣的性能
| 規(guī)格型號(hào) |
D50(μm) |
D90(μm) |
比表面積（m2/g） |
吸油量（ml/100g） |
| CC-1250 |
3.49 |
8.96 |
2.49 |
22 |
| CC-2500 |
2.03 |
5.42 |
5.38 |
26 |
| CC-6000 |
0.98 |
2.04 |
9.30 |
32 |
從表2的結(jié)果可以看出，三種型號(hào)的超細(xì)碳酸鈣CC-1250是最粗的，CC-6000是最細(xì)的，同時(shí)CC-6000型號(hào)的產(chǎn)品2μm含量達(dá)到了90%，其比表面積達(dá)到了9.3m2/g，比干法生產(chǎn)的CC-1250和CC-2500要大。應(yīng)用于壓延制品中，比表面積越大，可以推斷制品的比重越小，下游產(chǎn)品的生產(chǎn)成本會(huì)越低。
3.2不同細(xì)度的碳酸鈣對(duì)PVC壓延膜性能的影響
為了考察不同細(xì)度的碳酸鈣對(duì)PVC壓延膜性能的影響，我們選取了以上三種碳酸鈣做了兩組配方的實(shí)驗(yàn)，1#配方為低填充量配方，添加量為8份；2#配方為高填充量配方，添加量為100份。表3為制備的PVC壓延膜的性能指標(biāo)：
表3 不同細(xì)度碳酸鈣對(duì)PVC壓延膜性能的影響
| 規(guī)格型號(hào) |
光澤度 |
拉伸強(qiáng)度/MPa |
比重/g/cm3 |
| CC-1250-1# |
89.87 |
21.8807 |
1.3383 |
| CC-2500-1# |
95.77 |
21.9033 |
1.3377 |
| CC-6000-1# |
98.90 |
22.0747 |
1.3148 |
| CC-1250-2# |
55.23 |
11.9310 |
1.6921 |
| CC-2500-2# |
58.46 |
11.6441 |
1.6495 |
| CC-6000-2# |
72.42 |
13.6263 |
1.6093 |
從表3的結(jié)果可以看出，在填充量為8份的時(shí)候，隨著碳酸鈣細(xì)度的變細(xì)，PVC壓延膜的光澤度較高，拉伸強(qiáng)度的變化較小，制品的比重有稍微下降，主要原因是由于濕法研磨超細(xì)碳酸鈣的比表面積大，粒徑小，單位質(zhì)量的粒子顆粒數(shù)量越多，可提供的折光系數(shù)就越多，其光澤度就越高；單位質(zhì)量的粉體其比表面積越大，可得到的PVC壓延膜的面積就越多，相對(duì)應(yīng)的比重就越低。在填充量為100份的時(shí)候，由于填料的添加量的增加，隨著細(xì)度的變細(xì)，光澤度增加，拉伸強(qiáng)度逐步的增大，比重下降，而且高填充量的變化趨勢(shì)更明顯于低填充量。
3.3不同添加量的碳酸鈣對(duì)PVC壓延制品的性能影響
為了進(jìn)一步考察濕法研磨超細(xì)碳酸鈣對(duì)PVC壓延膜性能的影響，我們以CC-1250添加量8份和100份為基礎(chǔ)，以CC-6000添加量8-13份和100-150份為對(duì)比，以拉伸強(qiáng)度和比重為考察指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上驗(yàn)證CC-6000的添加量增加的情況下，其性能的變化。表4和表5為不同添加量的性能指標(biāo)：
表4 低填充量時(shí)不同添加量濕法超細(xì)碳酸鈣對(duì)PVC壓延膜性能影響
| 規(guī)格型號(hào) |
拉伸強(qiáng)度/MPa |
比重/g/cm3 |
| CC-1250-8份 |
21.8807 |
1.3383 |
| CC-6000-8份 |
22.0747 |
1.3148 |
| CC-6000-9份 |
22.1826 |
1.3244 |
| CC-6000-10份 |
22.0321 |
1.3304 |
| CC-6000-11份 |
21.9031 |
1.3381 |
| CC-6000-12份 |
20.2203 |
1.3415 |
| CC-6000-13份 |
20.3225 |
1.3455 |
從表4的結(jié)果可以看出，隨著CC-6000添加量的增大，其拉伸強(qiáng)度是逐漸下降的，比重是逐漸增加的，在添加量為11份的時(shí)候，其拉伸強(qiáng)度和比重的數(shù)據(jù)與CC-1250添加量與8份的數(shù)據(jù)相當(dāng)。也就是說(shuō)，在達(dá)到相同性能的條件下，采用CC-6000可以實(shí)現(xiàn)添加量從8份增加到11份可以達(dá)到與使用CC-1250同樣的效果。
表5 高填充量時(shí)不同添加量濕法超細(xì)碳酸鈣對(duì)PVC壓延膜性能影響
| 規(guī)格型號(hào) |
拉伸強(qiáng)度/MPa |
比重/g/cm3 |
| CC-1250-100份 |
11.9310 |
1.6921 |
| CC-6000-100份 |
13.6263 |
1.6093 |
| CC-6000-110份 |
13.0889 |
1.6453 |
| CC-6000-120份 |
13.0773 |
1.6842 |
| CC-6000-130份 |
13.0661 |
1.7475 |
| CC-6000-140份 |
12.4106 |
1.7621 |
| CC-6000-150份 |
11.0256 |
1.8021 |
從表5的結(jié)果可以看出，隨著CC-6000添加量的增大，其拉伸強(qiáng)度是逐漸下降的，比重是逐漸增加的，在添加量為140份的時(shí)候，其拉伸強(qiáng)度比添加100份CC-1250還要大；在添加量為120份的時(shí)候，其比重與添加100份CC-1250相當(dāng)。在高填充量的情況下，由于碳酸鈣顆粒的變細(xì)，比表面積的增大，當(dāng)其均勻分散于PVC基材中時(shí)，與PVC基材接觸面積變大，在受到外力沖擊的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生更多的微裂紋和塑性形變，吸收更多的能量，從而其拉伸強(qiáng)度會(huì)增加。也就是說(shuō)，采用CC-6000替代原配方中CC-1250，在比重稍微下降的情況下，可以實(shí)現(xiàn)添加量從100份增加到120份，同時(shí)其拉伸強(qiáng)度會(huì)提高。
4 結(jié)論
（1）濕法研磨超細(xì)碳酸鈣CC-6000粒徑比干法研磨的CC-1250、CC-2500要細(xì)，比表面積要大。
（2）采用低填充量和高填充量配方，在填充份數(shù)相同的情況下，CC-6000制得的壓延膜光澤度和拉伸強(qiáng)度要高于CC-1250、CC-2500；比重要低。
（3）采用低填充量配方，添加11份CC-6000制品拉伸強(qiáng)度和比重與添加8份CC-1250相當(dāng)。
（4）采用高填充量配方，添加120份CC-6000比重稍低于添加100份CC-1250，其拉伸強(qiáng)度要高。
（作者：李海濱，鄒檢生，彭鶴松 江西廣源化工有限責(zé)任公司）
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