Cales son os factores que inflúen na modificación dos recheos plásticos?

En xeral, a forma do recheo, o tamaño das partículas, a estrutura da superficie, o tratamento da superficie, a distribución do apilamento do recheo, as condicións do proceso e o equipo inflúen no efecto de modificación dos plásticos modificados recheos.

1. Forma do recheo

A forma do recheo pódese clasificar en termos xerais como microesferas esféricas, granulares, columnares, en escamas, fibrosas e ocas. A forma do recheo ten unha forte influencia no efecto da modificación do recheo. Agás as microesferas esféricas e ocas, todas as outras formas de recheos mostran anisotropía e canto maior sexa a relación de aspecto destes recheos anisotrópicos, mellores serán as propiedades mecánicas e térmicas.

En xeral, os recheos con relacións de aspecto grandes, como os fibrosos, columnares e en escamas, son beneficiosos para mellorar a resistencia mecánica dos materiais compostos e, polo tanto, ás veces denomínanse axentes de reforzo, pero estes recheos poden afectar as propiedades de moldeo e procesamento dos materiais modificados; os recheos con relacións de aspecto pequenas, como os esféricos e granulares, poden mellorar as propiedades de moldeo e procesamento, pero poden reducir a resistencia mecánica dos materiais.

O uso de recheo multicompoñente pode superar as desvantaxes mencionadas, como a adición de po de mica en escamas á resina de PVC, que aumenta a rixidez mentres que a resistencia ao impacto diminúe. A adición de reforzo de CaCO3 por debaixo de 1 μm pode evitar a diminución da resistencia ao impacto. Se se usan recheos en po e fibra, pódense equilibrar as propiedades mecánicas dos produtos modificados; a fibra de vidro máis o recheo en po mineral inorgánico ou a fibra de carbono máis o hidróxido de aluminio, etc., poden equilibrar o rendemento dos materiais modificados.

Engadindo entre un 15 % e un 20 % de EPDM e entre un 15 % e un 25 % de CaCO3 ao PP, o material ten unha excelente resistencia ao impacto e ás baixas temperaturas, polo que se pode usar na fabricación de pezas importantes para automóbiles.

Engadindo entre un 25 % e un 35 % de fibras de amianto e entre un 15 % e un 35 % de CaCO3 á resina de PVC, o material pódese empregar para fabricar produtos de baldosas de plástico de amianto para o chan.

2. Tamaño das partículas do recheo

O tamaño das partículas do recheo pódese expresar en termos de tamaño real (μm) ou en termos do número de mallas da peneira pola que pasa. O número de mallas refírese ao número de buratos por polgada cadrada de malla da peneira, que é 200 se o número de buratos é 200. A relación entre a malla e as micras (μm) é: diámetro da peneira = 15400 μm/malla da peneira.

O tamaño das partículas do recheo ten unha grande influencia no rendemento do composto recheo. En xeral, dentro dun certo rango de dosificación, canto menor sexa o tamaño das partículas do recheo, maior será a superficie específica, maior será a adsorción de moléculas de polímero no recheo (debido á gran área de contacto), máis firmemente se unirá a resina á interface do recheo e maior será a mellora na rixidez, resistencia á tracción, resistencia ao impacto, estabilidade dimensional e aparencia do material.

Especialmente para a resistencia á tracción e á resistencia ao impacto, cando o tamaño das partículas do recheo é maior, ambas diminúen; cando o tamaño das partículas é pequeno ata un certo valor, ambas aumentan, pero co aumento da cantidade de recheo ata un valor límite, é dicir, comezan a diminuír; o tamaño do valor límite, é dicir, a maior cantidade de recheo e tamaño de partícula, canto maior sexa o tamaño das partículas, maior será o valor límite.

Canto menor sexa o tamaño das partículas do recheo, se se pode dispersar uniformemente, mellores serán as propiedades mecánicas do material de recheo; pero canto menor sexa o tamaño das partículas, máis difícil será conseguir a súa dispersión uniforme, o que require máis aditivos e mellores equipos de procesamento, e canto máis fina sexa a partícula, maiores serán os custos de procesamento necesarios, polo que debemos escoller o recheo de tamaño de partícula axeitado segundo as necesidades de uso.

A táboa 2-10 mostra as propiedades mecánicas do material con diferentes tamaños de partícula de carbonato de calcio, baixo o mesmo proceso de granulación, no mesmo grao de HDPE recheo cun 25 % (fracción másica) de carbonato de calcio.

Dos datos específicos da Táboa 2-10 pódese observar que o bicarbonato de malla 1250 dá os mellores resultados, seguido do de malla 800. En termos de relación rendemento-prezo do material, é axeitado usar bicarbonato de malla 800 a 1250.

Oprodución de película plástica, o tamaño das partículas de carbonato de calcio non debe ser superior a 1250 mesh, as partículas grandes non só afectan as propiedades mecánicas da película, senón que a película soprada tamén causará dificultades. Para os recheos ultrafinos, como os materiais a nanoescala, o tamaño das partículas pode ser duns 10 nm. Os recheos ultrafinos proporcionan unha forma moi eficaz de modificar os materiais, o que pode mellorar tanto a rixidez como a tenacidade do material. A distribución do tamaño das partículas do recheo afecta á súa distribución no sistema de recheo. Cando a distribución do tamaño das partículas é ampla, non se distribúe uniformemente no sistema de recheo, o que afecta o rendemento do sistema de recheo.