中國粉體網訊
1塑料水瓶帶來的啟示
近日，一條來自蘋果官方的信息“在iPhone13中，天線是回收的塑料水瓶制造的!”突然引發網友熱議。據蘋果官方的回應，由于致力于環保，他們將塑料水瓶升級改造成一種更強大的高性能材料，以制造天線。
蘋果官方顯示的“塑料水瓶”材料利用相關內容
網友可能覺得很“新鮮”，不過在“閱”的各位對塑料“搖身一變”就改性的事兒，應該都不陌生。
其實，近些年廢舊塑料回收+改性+再利用的趨勢越來越明顯，塑料的“循環經濟”也被大眾所贊同。廢舊塑料回收是經化學轉化，重新生成與石油基塑料同等品質的新塑料的過程。改性塑料，一種在通用塑料和工程塑料的基礎上，經過填充、共混、增強等方法加工改性，提高了阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等性能的塑料制品。
話講一圈，塑料變塑料，還是塑料。不同的是，塑料性質變了，性能提升了。今天我們看見的是，“塑料水瓶變天線”，而“明天”可以出現各種改性塑料，它們被應用在各式各樣的場景，也經歷著“身價翻倍”的奇遇。塑料有那么多種類，碳酸鈣有那么多屬性，無論是塑料還是碳酸鈣，功能化產品都有無限可能。誠然，著眼哪個塑料應用領域，能否走進新細分領域，這需要技術、資金、市場等等一系列因素共同作用，不過我們思維的火花需要一直閃亮。
2碳酸鈣與塑料改性
目前，碳酸鈣是塑料中使用最廣泛的填充劑之一，其價格低廉，來源廣泛，相對密度較小，在塑料中除具有增量作用外，還有改善加工性能和制品性能的功效。
在塑料制品中，輕質碳酸鈣的最大特點是有補強作用，可提高制品的沖擊強度。重質碳酸鈣用于塑料可降低成本，與樹脂親和性好，分散度高，折射率與塑料相近，易著色，并能改善塑料制品的強度和穩定性。納米碳酸鈣主要應用于高檔塑料制品，使改性塑料的剛性、韌性等多項指標得到明顯提升。
3碳酸鈣粉體對塑料的特殊改性效果
3.1對拉伸和沖擊性能的影響
碳酸鈣具有提高塑料薄膜拉伸強度和沖擊強度的效果，而補強效果直接受碳酸鈣粒度和表面改性的影響。
粒度大小的影響：碳酸鈣的粒度不同，對塑料的改性效果不同，具體見表1所示。一般粒徑在1000目以下，主要用于增量改性；粒徑在1000~3000目，添加量在10%以下，有一定改性效果；粒徑在5000目以上，屬于功能碳酸鈣，具有明顯的改性效果，可以改善拉伸強度、沖擊強度。納米級碳酸鈣雖然粒度更細，但因目前難以分散，只能做到與8000目碳酸鈣一樣的改性效果。
表Ⅰ不同粒徑的重質碳酸鈣對PP復合材料的性能影響
來源：王文廣教授
表面處理的影響：粒度適當的碳酸鈣如果表面處理的好，可以改善復合材料的拉伸強度、沖擊強度。
3.2燃燒時的抑煙作用
CaCO3具有優異的抑煙作用，其原理在于它可以和煙霧中的鹵化氫反應（捕捉），使之生成穩定的CaCl2。因此凡在燃燒時產生鹵化氫的聚合物，如氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯丁橡膠等，都可以用CaCO3作為抑煙劑。
3.3增大導熱速率
碳酸鈣的加入提高了薄膜的導熱速率，從而使吹塑薄膜的膜泡冷卻比較快，提高生產效率，提高擠出機產量。
3.4提高流動性
碳酸鈣可以提高復合體系的流動性，減少熔體粘度和擠出機扭矩，增加擠出機產量，提高生產效率。不同品種碳酸鈣對流動影響不同，具體復合材料流動性大小順序大方解石碳酸鈣>大理石碳酸鈣、白云石碳酸鈣>小方解石碳酸鈣>輕質碳酸鈣。
3.5配色性能
替代部分白色顏料：高白度的碳酸鈣可以替代部分鈦白粉，從而節省成本。大方解石碳酸鈣因為白度高、遮蓋力大而被常用。
表Ⅱ一些無機、有機顏料的遮蓋力
來源：王文廣教授
對著色的影響：碳酸鈣本色為白色，對鮮艷的彩色有影響，配不出鮮艷的色彩；配黑色也有影響，配不出特別黑的顏色。
表Ⅲ各種白色材料的折射率
來源：王文廣教授
對色光的影響：碳酸鈣除了白色本色外，往往還帶有不同的色光，會影響顏色的純正性。色光為物體主顏色之外帶有的附帶顏色，色環直徑兩端的色光為互補關系，如藍色的補色為黃色，混合可得到白光，是消除色光有效辦法。
改進塑料制品的散光性：碳酸鈣的加入對塑料制品不是增加光澤度，而是起到降低光澤度的消光作用。
3.6增加透氣性能
填充碳酸鈣的塑料薄膜，在拉伸時會在薄膜中產生微小氣孔，只能透過水蒸氣而不能透過液體水，因此可用于生產透氣塑料制品。例如，典型的透氣膜就是大量碳酸鈣填充和薄膜拉伸制成的。
3.7促進制品降解性能
含有碳酸鈣的聚乙烯塑料袋埋于地下后，碳酸鈣有可能與二氧化碳和水反應生成可以溶于水的Ca(HCO3)2離開薄膜，在薄膜上留下微細的孔洞，增大塑料薄膜與周圍空氣和微生物接觸的面積，從而促進制品降解。
3.8起到成核作用
納米CaCO3對聚丙烯的結晶成核有誘導作用，可以增加β晶含量，從而提高聚丙烯的沖擊韌性。
3.9降低PA塑料的吸水性
PA/碳酸鈣復合材料的吸水性要低于PA純樹脂，例如在PA6中填充25%的碳酸鈣，復合材料的吸水率降低56%。
3.10改善表面性能
碳酸鈣可以增加復合材料的表面張力，并且具有優異的吸附性，因此可以改善復合材料的電鍍性、涂覆性和印刷性能。
結語
目前，碳酸鈣在塑料領域的應用相對成熟，技術和設備發展水平基本同步。而下一步，廣大碳酸鈣生產商能否著眼市場和技術前沿，如何做好迎接“限塑令”帶來的挑戰和機遇，并將綠色發展和循環經濟融入到產品之中，將實實在在關乎企業未來生存與發展。
參考來源：
王文廣教授塑料配方與改性咨詢、中國粉體網、蘋果官網、百科等
