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| 決定滑石粉在塑料中應用效果的四大重要指標 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-12-15 11:46:58 瀏覽次數： |
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我國滑石粉生產(chǎn)加工企業(yè)超過(guò)千家，但能生產(chǎn)完全合格的分子化合物塑料用滑石粉的企業(yè)不超過(guò)10家。能生產(chǎn)基本合格產(chǎn)品的企業(yè)不超過(guò)15家。 我國目前比較有實(shí)力的生產(chǎn)企業(yè)把主要精力放在出口產(chǎn)品的生產(chǎn)，嚴重忽略了國內不斷增長(cháng)的需求。國內分子化合物塑料工業(yè)使用的滑石粉很大一部分來(lái)自中小企業(yè)，和非正規 企業(yè)。這使得產(chǎn)品質(zhì)量很難得到保證。同時(shí)值得一提的是，國內一些用于科學(xué)研究的滑石粉的來(lái)歷不確定性也很大，這使得其研究結論的可信度大大降低。
滑石對分子化合物塑料具有顯著(zhù)的加強效果，但并不是所有滑石產(chǎn)物都有加強效果。加強效果隨著(zhù)產(chǎn)品品位的不同差異非常明顯。很難給用于分子化合物塑料工業(yè)的滑 石粉提出統一、具體的標準?？偟脑瓌t塑料特性是：盡量使用粒度相適應的純滑石產(chǎn)品，產(chǎn)品并沒(méi)必要越細越好?；蟻?lái)源必須穩定，產(chǎn)品的品位，出格是粒度分布，濕白度、色相必須穩定和連續。鑒于滑石礦的多樣性，取得最佳效果還是需要生產(chǎn)廠(chǎng)家的技術(shù)支持的。具體選擇產(chǎn)品時(shí)，至少應考慮滑石本身的"四度"，即：
純凈度
白度
片度
細度
一般地講，評價(jià)一種滑石產(chǎn)品的優(yōu)劣，至少要考慮以上4個(gè)方面的因素。僅以一個(gè)指標判斷質(zhì)量都是片面和不完全的。若有人僅以平均粒度來(lái)判定滑石粉產(chǎn)品的質(zhì)量，這是十分值得商榷的。
純凈度
純凈度是指產(chǎn)品的滑石成份含量。自然界和工業(yè)生產(chǎn)中滑石都含有雜質(zhì)，工業(yè)中100%的純滑石產(chǎn)品是不可能存在。毫無(wú)疑問(wèn)，滑石純凈度越高，其加強的效果越好。研究表明：滑石中的某些雜質(zhì)特性，不僅僅降低純凈度，對最終產(chǎn)品的性能有非常明顯的影響?；械奶妓猁}，金屬鐵和重金屬對分子化合物塑料的抗老化性，熱穩定性有十分不良的影響。綠泥石含量對抗老化性，熱穩定性的影響不大。我國白滑石都屬于碳酸鹽-滑石型，因此應在選礦過(guò)程中盡量剔除碳酸鹽，選用低鐵、低重金屬含量的滑石原料生產(chǎn)分子化合物塑料級滑石粉。
遼寧、山東、廣西的主要滑石礦床的產(chǎn)品純凈度都比較高，經(jīng)過(guò)篩選后純凈度可達到96-98%，是世界上最適宜做改性分子化合物塑料的滑石原料。但各個(gè)地域，同一地域不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品中碳酸鹽，金屬鐵和和重金屬還是有很大的區別。目前這部分高純度礦物大部分供出口，國內除一些合資和獨資企業(yè)外，需求較少。國內市場(chǎng)的滑石產(chǎn)品中滑石的含量在20-98%之間波動(dòng)?；康偷漠a(chǎn)品對分子化合物塑料的加強效果十分有限，主要起一般填料的作用。但如果碳酸鹽和鐵、重金屬的含量較高，會(huì )引起分子化合物塑料產(chǎn)品的抗老化性，熱穩定性都較差。
對滑石純凈度的辨別，用于科學(xué)研究的建議使用XRD+物相分析，偏差在5%以?xún)?。生產(chǎn)中一般可通過(guò)檢測燒失量推定滑石的純凈度（綠泥石-滑石型除外）。一般地說(shuō)，燒失量小于8.0%的產(chǎn)品才比較適宜用于分子化合物塑料作加強填料，最好燒失量在6.5%以下。
白度
滑石檢驗中的白度有狹義和廣義兩種。狹義的白度即是一般的白度定義，可用藍光白度R457、Y、L*、甘茨塑料特性白度、亨特白度來(lái)表述。世界上計算白度的公式不下于百種，非金屬礦輕工行業(yè)經(jīng)常使用的公式也不下于10種。使用不同儀器，不同計算方法得到的結果也會(huì )不同。
國標GB/T 5950 劃定了滑石白度的測量方法和計算公式。本標準采用GB3977劃定的國際照明委員會(huì )(CIE)1964增補標準色度體系和標準照明體 D65，以三常刺激值和色品坐標計算白度；采用GB7921劃定的CIE LAB均勻色空間，以明度指數和色品指數計算表示色調、彩度和色差。方法為：當光譜反射比均為1的理想完全反射漫射體的白度為100，光譜反射比均為零的絕對黑體白度為零時(shí)，采用本標準劃定的條件，測出試樣的三非常刺激值，再用所劃定的公式計算白度，并可計算試樣的色調角、彩度和試樣間的色差。
廣義的白度包括干白度、濕白度和色相。所說(shuō)的的濕白度是滑石粉塑料特性加入數量適宜的DMP（鄰苯二甲酸二甲脂）后測得的白度。
對同一原料來(lái)說(shuō)，粒度越細，白度越高。水分越高，白度越低。雖然白度的高低對產(chǎn)品的物理性能沒(méi)有什么影響，但對淺色產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，保持顏色的純潔十分重要的?；囊粋€(gè)缺點(diǎn)是混煉后使分子化合物塑料的顏色或多或少地變暗，這是限定滑石在分子化合物塑料中廣泛應用的一個(gè)重要因素。通過(guò)對干白度和濕白度的測量和對比，能定性地反應滑石使分子化合物塑料制品變暗的幅度。濕白度低的產(chǎn)品，使分子化合物塑料變暗的幅度大。值得注意的是，干白度高的滑石其濕白度不一定就高。一般地說(shuō)，只有純凈度 高、白度也高的滑石其濕白度才高，即分子化合物塑料制品顏色變暗的程度較小。分子化合物塑料行業(yè)使用的滑石粉主要存在濕白度和色相，Y、 L* 應盡量高，而a*、b*的絕對值應盡量小。
我國遼寧、山東、廣西的主要滑石礦床的部分產(chǎn)物的濕白度可以達到70%以上。這部分產(chǎn)物以出口為主，國內需求量不大。
白滑石當然好，但價(jià)格也高。近年來(lái)中國白滑石因為供不該求，價(jià)格提升得很快。隨著(zhù)分子化合物塑料工業(yè)對滑石需求的進(jìn)一步增長(cháng)，供不應求的局面還會(huì ) 加劇。世界范圍內白滑石稀缺不是暫時(shí)的，供不應求將是以后長(cháng)期的局面，沒(méi)有發(fā)生逆轉的可能。因此，在可能的情況下，應盡量使用低白度滑石。其實(shí)，在許多應用領(lǐng)域中，并不需要白滑石。使用白滑石其實(shí)是一種華侈。如深色分子化合物塑料中，使用高白度滑石和低白度滑石沒(méi)有什么區別。試驗表明，滑石的濕白度每提高1度，最終產(chǎn)物的塑料白度特性提高只有0.2-0.3度。片面追求滑石的白度并沒(méi)有什么意義。以前因為中國高檔白滑石價(jià)格過(guò)低，很多用戶(hù)并未過(guò)多考慮使用適當品級白滑石，而是越白越好。隨著(zhù)白滑石價(jià)格的進(jìn)一步提高，有必要轉變的思維及看法。
片度
滑石對分子化合物塑料產(chǎn)品顯著(zhù)的加強效用主要來(lái)自于其奇特的微觀(guān)片狀結構?；鄣钠瑺罱Y構越完整，其加強效果越明顯。影響產(chǎn)物片狀的兩個(gè)主要因素是：滑石純凈度 、粉體的加工要領(lǐng)和技能 。
滑石中的雜質(zhì)都不具備片狀結構?；郊?，雜質(zhì)越少，片狀結構越好。在對產(chǎn)物微細化的加工過(guò)程中，采用不同的加工方法，產(chǎn)品的片狀結構保持情況也不相同。不恰當的要領(lǐng)和加工工藝甚至會(huì )粉碎其片狀結構。目前微細目滑石主要采用氣流粉碎技術(shù)，有對沖法和旋流法兩種加工工藝。
細度
微細化是滑石產(chǎn)品發(fā)展趨勢，產(chǎn)品越細，其加強效果越好，但同時(shí)粒子的表面能增大，容易團聚，分離困難，價(jià)格也高。因此需要按照自身的技能水平和現實(shí)需要來(lái)選擇適當細度的產(chǎn)品，并沒(méi)必要越細越好。分子化合物塑料工業(yè)使用的滑石粉細度變化趨勢如下：
八十年代分子化合物塑料工業(yè)使用的是325-800目產(chǎn)品 ；
九十年代使用的是1250-1500目產(chǎn)品；
2000年以后以2000-3000目產(chǎn)品為主；
目前3000-4000目產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)及使用；
對一個(gè)滑石產(chǎn)品粒度優(yōu)劣的評價(jià)不僅憑平均粒度一個(gè)指標。評價(jià)一個(gè)產(chǎn)品優(yōu)劣至少有以下兩個(gè)指標。
1、 D50
2、 D100（或D97）
這兩個(gè)指標缺一不可。 產(chǎn)品愈來(lái)愈細的同時(shí)，人們對微細目滑石粉碎后的微觀(guān)形狀，粒度分布（PSD）提出了更高的要求。評價(jià)PSD的主要指標由以前的D50轉向D97，D98 直至現在D100。同時(shí)對DSP的重現性要求更加嚴格。
評價(jià)一種產(chǎn)品時(shí)，其平均粒徑不單要符合要求，更重要的是粒度分布應盡量窄，大顆粒盡量少。產(chǎn)品要盡量做到每一批次的粒度分布都相同，這在生產(chǎn)實(shí)踐中難度是非常大的。在滑石粉的高端產(chǎn)品中，控制粒度分布，粗顆粒的數量是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，這既需要有高效率、高精密度、可靠的分級設備，又需要具備豐富的操作 經(jīng)驗和對設備的維護能力。國內掌握比較成熟粒度控制技術(shù)的企業(yè)只有6-7家。
粒度分布可采用粒度分布儀測量，有激光法和沉降法。但生產(chǎn)實(shí)踐中大多采用篩分法來(lái)檢測粗顆粒的多少。
滑石粉因為其本身的片狀結構，比表面積大，體積密度較小。325目滑石粉的體密0.8-0.9，1250目滑石粉卻降到了0.25-0.3，4000目?jì)H有0.12上下。這使得生產(chǎn)時(shí)粉塵污染嚴重、混料困難、成本提高、生產(chǎn)效率降低。而且遠距離供貨的運輸成本非常高。
針對以上問(wèn)題，外國已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了滑石粉的壓縮技術(shù)和造粒技術(shù)，通過(guò)壓縮使得滑石粉體積密度大大提高，如1250目產(chǎn)品的體積密度達到0.8-0.9；造粒就是把粉狀滑石粉轉化為顆粒狀，進(jìn)一步提高體積密度，使生產(chǎn)過(guò)程無(wú)粉塵化，同時(shí)降低了運輸和包裝費用，利于存儲。以后滑石粉的加工將朝著(zhù)微細化方向發(fā)展，市場(chǎng)需要更細的特性滑石粉。壓縮與造粒技術(shù)對降低產(chǎn)品運輸成本、減少污染、提高下游產(chǎn)品生產(chǎn)效率的作用愈來(lái)愈大。
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