（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）塑料是粉體填料應用的大市場(chǎng), 而且具有巨大的市場(chǎng)潛力, 但如果粉體填料脫離了塑料工業(yè)整體技術(shù)水平, 脫離了塑料制品對其性能與價(jià)格的綜合需求, 就會(huì )給粉體工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)不良后果。因此有必要將粉體填料在塑料中應用所面臨的幾個(gè)問(wèn)題提出來(lái)討論。
粉體填料越細越好嗎?
從理論上講, 填料與基體高分子材料的重量比一定時(shí), 填料的粒徑越小, 填充材料的力學(xué)性能就越好,但這要以填料在基體中分散均勻且填料顆粒與高分子材料之間有良好的界面為前提。另一方面, 填料顆粒越細, 對其加工的技術(shù)及裝備水平要求越高, 所耗能量越多, 體現在價(jià)格上越貴。如重質(zhì)碳酸鈣40目產(chǎn)品出廠(chǎng)價(jià)不到20元/噸, 而1250目的產(chǎn)品出廠(chǎng)價(jià)每噸近千元。
再者填料顆粒越細, 由于物質(zhì)表面性質(zhì)所決定就越容易凝聚在一起, 如果在塑料基體中不能分散開(kāi)來(lái), 而是以凝聚體( 團粒) 狀態(tài)存在, 那將成為填充塑料最為薄弱的環(huán)節, 引起材料破壞成為致命的缺陷, 還不如直接使用和團粒尺寸同樣大小的粗顆粒填料。
例如粒度分別為400目、1200目和150目的三種同一種原料制成的重質(zhì)碳酸鈣粉末, 在塑料薄膜中重量百分比為10% 時(shí), 薄膜的外觀(guān)和力學(xué)性能均有明顯差異, 見(jiàn)表1。
在不考慮成本的情況下是否使用粉體填料, 其粒度越細越好嗎?近一段時(shí)期納米材料和納米技術(shù)鋪天蓋地而來(lái), 國內已有數十家企業(yè)聲稱(chēng)可提供納米級粉體材料, 尤其以納米碳酸鈣最為耀眼。
我們用來(lái)進(jìn)行填料表面處理的設備和工藝還趕不上粒度細化的發(fā)展,也就是說(shuō)用傳統的高速混合機難以完成粒徑1μm以下的粉體材料表面處理任務(wù)。因為在高速混合機中, 沒(méi)等到表面處理劑與粉體顆粒進(jìn)行充分的接觸、包覆或化學(xué)反應, 這些微細的顆粒早已因表面能高或在高速運動(dòng)碰撞摩擦下產(chǎn)生靜電而凝聚成團粒了, 在后序的混煉加工及成型加工中靠機械剪切力是打不開(kāi)的, 成為塑料材料中最不愿意被我們看到的“ 白點(diǎn)” 。
從幾十年填充塑料發(fā)展歷程看, 粗填料(數十目到幾百目) 仍然有粗的用場(chǎng), 如塑料地板、人造革、編織袋, 而且對于這些使用場(chǎng)合, 價(jià)格高低是第一位的。另一方面有些產(chǎn)品如薄膜、工業(yè)配套用零部件, 必須使用細的填料, 價(jià)格要考慮, 但首先是填料的粒度能否滿(mǎn)足產(chǎn)品使用性能的要求。至于能否將納米級填料大面積推廣使用, 除非其應用技術(shù)已經(jīng)成熟, 在基體中分散不成問(wèn)題, 給填充塑料的物理、力學(xué)性能帶來(lái)突破性的進(jìn)展, 能夠做出微米級填料所不可能做到的事情。否則納米級填料在塑料中應用仍將要走難苦、漫長(cháng)的推廣應用之路, 因為很難說(shuō)服塑料加工企業(yè)將已經(jīng)可以解決用戶(hù)使用要求的微米級填料棄之不用, 而去花更高的價(jià)格使用納米級填料。換句話(huà)說(shuō)盡管從現有的研究工作看, 納米級填料會(huì )給塑料材料的性能帶來(lái)可觀(guān)的變化, 但無(wú)論從分散技術(shù)上、加工設備上, 還是從性能價(jià)格之比上, 塑料加工行業(yè)迄今尚未做好使用納米級填料的技術(shù)準備。
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