中國粉體網(wǎng)訊 聚氯乙烯（PVC）由于原料來源豐富,、硬度大,、抗化學(xué)腐蝕、制品透明等特點,，廣泛應(yīng)用于建筑,、運輸、包裝,、室內(nèi)裝飾材料等領(lǐng)域,。
但PVC材料沖擊韌性差，受到外力沖擊作用時極容易發(fā)生脆斷,，因此需要對其進行增韌改性,。例如，PVC制品中使用碳酸鈣（輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣）其主要作為填充劑以降低成本,，并對制品的加工和使用性能產(chǎn)生影響,。
PVC管材
1、不同碳酸鈣填充改性PVC有什么差異?
碳酸鈣在PVC制品中能起到一種骨架作用,，對制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用,，還能提高制品的硬度，并提高制品的表面光澤和表面平整性,。
重質(zhì)碳酸鈣：濕法重鈣的粒徑細,、粒度分布窄、吸油值低,、比表面積大,、產(chǎn)品穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于PVC制品中,。以PVC壓延膜為例,，濕法重鈣對其遮蓋力、耐熱性,、拉伸強度有明顯補強作用,，能與輕鈣、納米鈣相互替代,。
輕質(zhì)碳酸鈣：加入輕質(zhì)碳酸鈣可以增加體積,，降低成本，同時還可以提高硬質(zhì)PVC制品的尺寸穩(wěn)定性、硬度和剛性,，改善塑料的加工性能,。
納米碳酸鈣：將納米活性碳酸鈣應(yīng)用于PVC管材生產(chǎn)，管材的拉伸屈服強度,、斷裂伸長率,、縱向回縮率等指標均有所提升。
2,、碳酸鈣填充改性PVC需要注意什么?
傳統(tǒng)的改性方法是通過使用彈性體增韌劑改性PVC,，在提高材料韌性的同時卻犧牲了材料原有的模量、硬度,、剛性,、熱形變溫度等性能；剛性粒子的使用避免了上述性能的下降,，也能顯著降低成本,。
但是由于無機剛性粒子的表面性能與PVC樹脂差異較大，其增韌效果受到諸多因素的影響,。如：無機剛性粒子的加工方式,、成分、大小,、形貌、分散程度,、成型加工條件等,。
3、碳酸鈣填充改性PVC的影響因素有哪些,？
（1）粒徑/形貌
有研究指出,，碳酸鈣的不同粒度分布對制品的作用是不同的。在PVC制品中均勻分散的條件下,，相同配比時,，碳酸鈣的粒徑越小，PVC制品的力學(xué)性能越好,，碳酸鈣與PVC樹脂的相容性越好,，PVC制品的沖擊強度等力學(xué)性能越好，但加工成本越高,，保持其分散性越難,，故PVC制品用碳酸鈣粒度大小應(yīng)適中，粒度分布應(yīng)因需而定,。
陸曉瞳等選用六種超細碳酸鈣填充改性硬質(zhì)聚氯乙烯（PVC）復(fù)合材料,，研究超細碳酸鈣顆粒形態(tài)對PVC復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，納米碳酸鈣和亞微米碳酸鈣具有很好的增韌效果,，復(fù)合材料沖擊強度提高顯著,，輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣沒有增韌效果，其中,，亞微米碳酸鈣具有與納米碳酸鈣相當(dāng)?shù)脑鲰g效果,，且填充量明顯提高；碳酸鈣顆粒粒徑越小,、表面越規(guī)整,、分散性能越好，增韌效果越好,；復(fù)合材料塑化性能隨碳酸鈣粒子的減小而增大,，加工性能則反之。
鄭休寧等研究表明,，碳酸鈣大粒徑粒子的存在對PVC-U管材沖擊性能存在較大的破壞作用,，應(yīng)加以控制。
董棟棟等用氯化法制備得到了片狀,、菱形,、棒狀、球狀和立方體狀5種不同形貌碳酸鈣微粒,，并研究不同形貌碳酸鈣顆粒形態(tài)對軟質(zhì)聚氯乙烯（PVC）薄膜力學(xué)性能的影響,。結(jié)果表明，不同形貌碳酸鈣均提高了PVC薄膜的力學(xué)性能,，PVC薄膜拉伸強度和斷裂伸長率均提高顯著,；其中，棒狀形貌碳酸鈣對PVC薄膜力學(xué)性能的提高效果最好,。
圖源：徐同考教授課件
圖源：徐同考教授課件
（2）碳化/改性工藝
謝忠等通過實驗小試,、工業(yè)化放大試驗，研究高性能管材用的復(fù)合納米活性碳酸鈣生產(chǎn)方法,，摸索出優(yōu)化的生產(chǎn)工藝條件,。生產(chǎn)出吸油值低、加工性能好和分散性好的納米活性碳酸鈣,，作為填充補強劑應(yīng)用于PVC排水管的生產(chǎn),，生產(chǎn)出的PVC排水管的拉伸屈服強度、斷裂伸長率,、縱向回縮率,、扁平試驗等指標優(yōu)于PVC管國家標準，30噸重的大卡車從排水管上面壓過,，仍為水管恢復(fù)原形,，產(chǎn)品性能優(yōu)異,。
孫鋒等采用鈦酸酯偶聯(lián)劑對碳酸鈣進行表面改性，分析了偶聯(lián)劑在碳酸鈣表面改性的機理,，并研究了其對聚氯乙烯（PVC）復(fù)合材料性能的影響,。結(jié)果表明，偶聯(lián)劑可以明顯改善PVC/鈣粉復(fù)合材料的力學(xué)性能,、熱穩(wěn)定性以及耐熱性,。
劉亞雄研究了碳化起始溫度、脂肪酸C鏈長度,、油脂熔點與碘值,、復(fù)合表面處理劑等關(guān)鍵因素對納米碳酸鈣和聚氯乙烯（PVC）壓延膜性能的影響，以此解決PVC壓延膜吸墨性和光澤差等問題,。
黎華強重點探討碳酸鈣在聚氯乙烯壓延成型工藝中的應(yīng)用,，通過實驗，得出結(jié)論：在PVC壓延合成革之發(fā)泡層中或?qū)αW(xué)性能不做要求的應(yīng)用場景中,，推薦使用重質(zhì)碳酸鈣,；對力學(xué)性能要求高的應(yīng)用場景，推薦使用輕質(zhì)碳酸鈣,，納米碳酸鈣最好,。為減少輕質(zhì)和納米碳酸鈣的二次團聚，需進行表面改性處理,。在PVC膜制品中,，拉伸性能和斷裂伸長率隨著碳酸鈣添加量的增加而減小。
鄧克文等分析了干法研磨生產(chǎn)的GY-616,、濕法研磨生產(chǎn)的CC-6000A,、沉淀法生產(chǎn)的復(fù)合輕質(zhì)納米鈣對制備的薄膜的光澤度、拉伸強度,、比重、遮蓋力和耐熱性影響,。結(jié)果表明,，CC-6000A濕法研磨碳酸鈣制備的壓延膜光澤度和比重與復(fù)合輕質(zhì)納米鈣一致；遮蓋力和耐熱性和拉伸強度要優(yōu)于復(fù)合輕質(zhì)納米鈣,。
結(jié)語
綜上所述,，碳酸鈣的品種、粒徑,、形貌,、分散效果及改性工藝等對填充改性PVC有較大影響。此外,，碳酸鈣填充改性PVC用量上重質(zhì)碳酸鈣占據(jù)大部分份額,，但主要起到填充作用，具備補強和功能性的納米碳酸鈣應(yīng)用技術(shù)雖然趨于成熟，但是用量依舊有所不足,，團聚問題依然亟待解決,。
參考文獻：
陸曉瞳，等：超細碳酸鈣顆粒形態(tài)對PVC復(fù)合材料性能的影響,，華東理工大學(xué)國家超細粉末工程研究中心
鄭休寧,，等：PVC制品用碳酸鈣粒度的控制，梧州職業(yè)學(xué)院
謝忠,，等：高性能PVC管材用的納米活性碳酸鈣的研制,，恩平燕怡新材料有限公司
鄧克文，等：濕法超白超細碳酸鈣在PVC壓延膜中的應(yīng)用,，江西廣源化工有限責(zé)任公司
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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