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14807-96-6 / 滑石粉的特性及應(yīng)用

滑石粉是僅次于碳酸鈣的塑料用填料,每年在塑料中的應(yīng)用數(shù)量都在二十萬(wàn)噸以上,而且隨著滑石粉的某些物理化學(xué)特性得到進(jìn)一步深入的認(rèn)識(shí),它的應(yīng)用范圍和數(shù)量正在急劇增大。

滑石粉的特性及應(yīng)用

特性

滑石具有潤(rùn)滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點(diǎn)高、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性,由于滑石的結(jié)晶構(gòu)造是呈層狀的,所以具有易分裂成鱗片的趨向和特殊的滑潤(rùn)性,如果Fe2O3的含量很高則會(huì)減低它的絕緣性。

滑石質(zhì)軟,其莫氏硬度系數(shù)為1~1.5,有滑感,{001}解理極完全,極易裂開(kāi)成薄片,自然安息角?。?5°~40°),極不穩(wěn)固,圍巖為硅化和滑石化的菱鎂礦、菱鎂巖、貧礦或白云質(zhì)大理巖,除少數(shù)中等穩(wěn)固,一般均不穩(wěn)固,節(jié)理、裂隙發(fā)育,礦石及圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)開(kāi)采工藝的影響是很大的。

應(yīng)用

1) 作為農(nóng)膜保溫劑使用

含硅元素的礦物,如云母、高嶺土和滑石對(duì)紅外線具有阻隔屏蔽作用。在農(nóng)用大棚膜中加入適量的這種礦物粉末可以提高塑料薄膜對(duì)紅外線的阻隔性,從而減少棚內(nèi)熱量在夜間以紅外線輻射形式向棚外散失,提高其大棚的保溫性。

輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所在上世紀(jì)九十年代初的研究成果表明:

①云母粉、高嶺土、滑石粉和輕質(zhì)碳酸鈣在填充量相同時(shí)(細(xì)度相近且均經(jīng)過(guò)表面處理),對(duì)聚乙烯薄膜力學(xué)性能的影響接近,其中高嶺土和云母粉填充的薄膜力學(xué)性能更好一些。

②含硅元素的填料填充的LDPE薄膜對(duì)7-25μm紅外線的阻隔作用明顯優(yōu)于不含Si的無(wú)機(jī)填料——輕質(zhì)碳酸鈣,而云母粉、高嶺土和滑石粉的紅外線阻隔性相似。

③三種含Si的填料中,云母粉填充的LDPE薄膜的透光率最高,而且接近純LDPE塑料薄膜的透光率,高嶺土和滑石粉的次之,但都高于碳酸鈣填充的薄膜。

由于滑石粉價(jià)格便宜和便于操作,其透光性和紅外光阻隔性雖然不如云母粉和高嶺土,但仍能在保持較好透光性的同時(shí)提高其保溫性,故在農(nóng)用塑料棚膜中已得到廣泛應(yīng)用。目前農(nóng)膜生產(chǎn)廠根據(jù)膜的品種(耐老化膜、雙防膜、多功能膜等)不同,使用超細(xì)滑石粉的量為1%-6%。

2) 作為成核劑使用

結(jié)晶性聚合物如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)等,在加工熔融后的冷卻定型過(guò)程中,一部分大分子將排列有序,稱之為結(jié)晶。

結(jié)晶不僅需要一定的溫度和冷卻速率,還需要先生成晶核,接著才是晶體的生長(zhǎng)。成核劑有兩個(gè)主要作用,一是總結(jié)晶速率增大,可確保熔融聚合物在冷卻過(guò)程中更迅速地固化,從而縮短注塑成型循環(huán)周期,提高工效;二是平均球晶尺寸下降,拉伸強(qiáng)度、熱變形溫度和硬度在成核劑作用下都得以增強(qiáng),透明度增加、濁度下降。

滑石粉作為PE或PP的成核劑使用,首先要求顆粒要小,粒徑越小其顆粒數(shù)越多,意味著結(jié)晶中心越多。同時(shí)生長(zhǎng)的晶體數(shù)目越多,晶體本身的尺寸越小,整個(gè)材料的性能就越好。同時(shí)也要求在熔融狀態(tài)下滑石粉的分散越徹底越好,團(tuán)聚現(xiàn)象越輕微越好。

3)以滑石粉為主要填料的透明型填充母料

在塑料薄膜中使用碳酸鈣雖然可以得到降低成本的效果,但用量大時(shí),薄膜的透明性受到較大影響,引起一些用戶的誤解。透明型填充母料針對(duì)這一情況,在填料的選擇和加工工藝方面做了重大改進(jìn),使PE薄膜的透明性有了很大的改進(jìn)。表3和表4分別為添加20%和30%透明母料后的薄膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能。