廣州行業專家教你如何選用PVC冷卻塔填料

2017-09-26 00:00:00

廣州行業專家教你如何選用PVC冷卻塔填料

廣州冷卻塔填料有不同的種類,形狀及粒徑尺度及其分布。PVC配方中的填充選擇需要遵從以下幾個方面:1、不影響PVC的加工性能,2、在降低成本的同時,復合材料需要達到一定的物理性能。簡而言之,填充一方面可以降低整個復合材料的成本,擴大PVC應用范圍,可同其他樹脂媲美。

本文介紹了填料選擇的一些基本注意事項。通過系統介紹填料的性能,了解它們如何影響PVC化合物的性能。

一.填料的作用

填料加入高分子材料中,可以增加樹脂延伸率,提高剛度和強度,改善沖擊性能,縮短循環成型時間, CaCO3用于PVC還可以中和PVC的降解產生的HCl。

填料也可用于改善高分子材料的顏色,不透明度和電導率。通過使用填料可以實現獨特的性能組合。

傳統上,填料粒徑較大,價格低廉,它比PVC配方中其他組分價格便宜,所以可降低整個配方成本。然而,今天的“填料”可以是真正的改性劑。復合技術的進步使得可以使用過去不能使用的更細的填料。今天的填充產品是針對特定應用而設計,旨在以新穎有趣的方式提供價值。

填料的種類

PVC中使用的填料中約80%為碳酸鈣,二氧化鈦為約12%,其次是約5%的煅燒粘土。剩下的幾個百分比由其它材料所組成(包括玻璃粉和滑石粉)。

碳酸鈣產品有寬泛的尺寸范圍,通常的重鈣是通過研磨石灰石而生產。二氧化鈦用作白色顏料和紫外線穩定劑。電線電纜配方使用煅燒高嶺土,它改善材料的電性能,剩余的填料在各種專業應用中發揮不同的作用。

填料的基本性質

粒度—大多數填料按其粒度進行區分,測量填料粒子大小有許多中方法。當比較兩個填料時,必須確保使用測試方法的準確性。即使微小差異引起的結果也十分顯著,特別是在涉及精細填料時。

“粒徑”這個叫法本身存在誤導性。即使很少的一部分填料也會含有許多不同尺寸的顆粒,“粒度分布”這個叫法更為合適。填料指標通常包括粒度分布或粒度分布中的中點值(平均粒徑)。“最大粒徑”是用于描述填料粒徑的另一個術語。

顆粒形狀 - 填料顆粒有各種形狀以及尺寸。有球狀,棒狀,片狀及不同比例的不規則形狀,形狀的唯一特征是高寬比。填料顆粒的縱橫比是顆粒最大尺寸與最小尺寸之比,填料在棒狀的情況下是長度除以直徑。一個球體的長寬比為1:1,而纖維狀可達到20:1。形狀在確定填料的增強特性方面起著重要的作用,將在后面闡述。

填料的附加屬性

硬度 - 磨損是硬度和粒度的函數,它與粒度的關系不是線性的。粗顆粒往往比細顆粒更加容易磨蝕塑料加工設備,但磨蝕還必須考慮填料中雜質的貢獻。

比重- 在計算化合物的成本時,必須考慮填料的比重,因為所生產的塑料制品以體積而不是重量的形式出售。大多數礦物填料具有相對較高的比重,因此會提高它們所用最終產品的比重。

表面處理 – 市售的大部分填料都經過表面處理。表面處理通常采用脂肪酸,如硬脂酸。表面處理后可以改善熔融配混過程中填料顆粒的分散性,減少填料對配方中其他成分的表面吸附,可改善填料的干流特性及加工特性。

填料的表面處理也影響所生產制品的物理性能。功能性表面包覆填料同樣用于各種樹脂中,然而在PVC行業中,脂肪酸包覆的碳酸鈣仍然是主要的填料。

粉末流動特性- 填料的干流特性及其對PVC化合物流動性的影響也很重要。今天的PVC工廠在自動化材料處理設備方面投入大量資金。填料必須通過料斗和輸送管線系統,而不會產生問題。

填料對復合材料性質的影響

顆粒尺寸和沖擊強度- 所用填料的尺寸可能對PVC化合物的沖擊強度有顯著的影響。下圖顯示剛性PVC中碳酸鈣的沖擊強度和填料粒徑之間的關系。當碳酸鈣尺寸大于1微米時,沖擊強度相對較低,但是隨著碳酸鈣尺寸減小到亞微米范圍內,化合物的沖擊強度急劇增加。

我們可以看到如果沒有指出使用的填充物的大小,談論填料的性能是沒有意義的。相同類型的填料可以根據其粒徑產生極大不同的沖擊試驗結果。

剛度和長寬比 -由于大多數填料比聚合物硬度要高得多,因此它們會增加剛度。復合材料的剛度(彎曲模量)隨著填料的載荷水平和縱橫比的線性函數而增加。這里的長寬比是混合后的比例。在熔融配混過程中,填料的縱橫比可以通過顆粒斷裂而減少。

沖擊/剛度平衡 - 理論上,由于沖擊強度是顆粒尺寸的函數,剛度是縱橫比的函數,所以可以獲得具有非常小粒度的高縱橫比填料的最為理想化的狀態。不幸的是,制備具有這些性質的填料非常困難,這是因為臨界尺寸是填料顆粒的最大尺寸。它將變得非常脆弱,因為還要具有高的縱橫比,它必須非常薄。然而,通過使用具有增加水平的抗沖改性劑的最好的片狀填料,可以實現一些有趣的物料平衡。

拉伸性能 - 填料對拉伸強度的影響取決于將其從聚合物基體中拉出所需的力。(假設其自身的拉伸強度比聚合物基體的抗拉強度要大得多,這對于大多數填料來說是如此)。對于典型的碳酸鈣填料,加入填料時,拉伸強度會稍微降低。這是因為有助于提高沖擊強度的表面涂層降低了顆粒對聚合物的粘附性。增加模量的較高縱橫比的填料通常也會增加拉伸強度,因為存在更多的表面來夾持聚合物。

拉伸斷裂伸長通常和材料韌性相關聯,但并不完全相同,它隨著填料的粒徑減小而增加。

加工性能

?分散性 - 填料必須很好地分散在樹脂中,否則復合PVC的物理性能變差。分散與混合并不一樣,為了實現良好的分散,在熔融配混過程中,必須將足夠剪切,以分散可能存在的任何填料附聚物。今天的復合設備能夠處理比過去的單螺桿機器更好的填料。

塑化- 為獲得良好的物理性質也需要適當的塑化。添加的填充劑可以改變化合物的熔融特性。建議在改變新的配方前驗證曲線,以查看其潤滑劑是否需要調整,以補償填料類型或裝載水平的變化。

干態流動性 - 較細的填料通常比較粗的填料更難處理,它們可能在加工較粗粉體材料設備中存在問題,這方面的加工問題應該在實驗和生產中加以監督和改善大,多數問題處理可以通過對設備的改善加以解決。


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