Quais são as características do carbonato de cálcio como carga em filmes plásticos? Quais são os efeitos no desempenho de filmes finos? Como aplicá-lo em filmes plásticos?

O carbonato de cálcio tornou-se um enchimento inorgânico amplamente utilizado em filmes plásticos devido ao seu baixo custo, cor branca e bom desempenho geral. O uso de carbonato de cálcio como masterbatch de enchimento na produção de filmes plásticos apresenta vantagens como a simplificação do processo, a melhoria da homogeneização da mistura, o aumento da eficiência da produção e a redução da dispersão de poeira.

1. Características do carbonato de cálcio como Enchimento de filme plástico

Como carga para materiais poliméricos, o carbonato de cálcio pode aumentar a estabilidade dimensional, a rigidez e a resistência ao calor do material, além de reduzir custos. No entanto, ele também aumenta sua densidade e, se usado incorretamente, pode levar a uma diminuição das propriedades mecânicas, como resistência, resistência ao impacto, tenacidade e brilho.

O carbonato de cálcio em pó, utilizado como carga em materiais de película fina, é um composto inorgânico hidrofílico com grupos hidroxila hidrofílicos em sua superfície, apresentando forte alcalinidade. As propriedades hidrofílicas e oleofóbicas do carbonato de cálcio resultam em baixa afinidade com polímeros orgânicos, fácil agregação, dispersão irregular dentro do polímero e defeitos na interface entre os dois materiais, levando a resultados insatisfatórios na aplicação direta. À medida que a quantidade de carga aumenta, essas desvantagens tornam-se mais evidentes, como o excesso de carga que pode até mesmo inutilizar o produto. Portanto, é necessário modificar o carbonato de cálcio.

2. A influência do carbonato de cálcio nas propriedades de filmes finos

(1) Em termos de propriedades mecânicas

Utilização de carbonato de cálcio ultrafino e pesado para modificar LLDPE/mPE. Os resultados mostraram que a adição de 5% de carbonato de cálcio aumentou a resistência ao impacto de dardo do filme em 13,2%, o alongamento na ruptura em cerca de 5% e a resistência à tração aumentou ligeiramente.

(2) Em termos de desempenho térmico

Após a adição de cargas, devido à boa estabilidade térmica do carbonato de cálcio, o coeficiente de expansão térmica e a taxa de contração do produto podem ser reduzidos, e a estabilidade térmica do produto aumenta com o aumento da quantidade de cargas.

(3) Outras performances

Filmes antiembaçantes de polietileno (PEBD, PEBDL) modificados com materiais como carbonato de cálcio e talco apresentam um período de retenção sem gotejamento mais longo. A pré-mistura com agentes antiembaçantes pode melhorar o desempenho antiembaçante do filme. Comparado ao filme sem modificação, a capacidade do filme de polietileno modificado com carbonato de cálcio de bloquear raios infravermelhos e ultravioleta é aprimorada em certa medida. A adição de carbonato de cálcio ao filme também pode promover a degradação do mesmo e desempenhar um papel positivo na proteção ambiental.
Além disso, a adição de carbonato de cálcio também pode melhorar a permeabilidade à umidade, o frescor e a respirabilidade do filme de polietileno.

3. Aplicação de carbonato de cálcio em filmes finos

Muitos polímeros de alta resistência podem ser usados ​​para fabricar filmes, que possuem uma ampla gama de aplicações, principalmente como materiais de embalagem, filmes de proteção agrícola, filmes de cobertura morta, etc.

(1) Aplicação de carbonato de cálcio em Polietileno Filme

O polietileno possui boa capacidade de formar filmes, e as propriedades dos filmes produzidos a partir de diferentes variedades variam. Filmes de polietileno com adição de carbonato de cálcio apresentam desempenho aprimorado em diversos aspectos, como melhoria das propriedades mecânicas, estabilidade térmica, resistência ao embaçamento e degradação do filme, contribuindo positivamente para a proteção ambiental. Além disso, a adição de carbonato de cálcio melhora a permeabilidade à umidade, a conservação do frescor e a respirabilidade do filme de polietileno. Atualmente, o filme de polietileno com adição de carbonato de cálcio é o mais utilizado e o que gera maior volume de embalagens plásticas, representando mais de 40% do consumo total.

(2) Aplicação de carbonato de cálcio em filme de polipropileno

Filmes finos de polipropileno apresentam bom desempenho. Com exceção de uma pequena quantidade de filmes de polipropileno produzidos por moldagem por sopro, a maioria dos filmes é altamente orientada utilizando a tecnologia de estiramento biaxial. O filme de polipropileno biorientado é amplamente utilizado em impressão, compósitos, fitas adesivas e outros campos devido à sua atoxicidade e excelente resistência mecânica. Além disso, o carbonato de cálcio também pode ser utilizado em membranas microporosas de polipropileno preparadas pelo método de separação de fases induzida termicamente. Devido às excelentes propriedades do próprio polipropileno, as membranas microporosas preparadas com ele possuem tanto a eficiente capacidade de separação de membranas funcionais quanto as excelentes propriedades mecânicas de filmes plásticos, podendo ser amplamente utilizadas nas indústrias, medicina, energia, setor militar e no cotidiano.

(3) Aplicação em filmes de cloreto de polivinila e variedades relacionadas

O carbonato de cálcio pode ser usado em filmes de cloreto de polivinila (PVC) e, quando sua dosagem é aumentada dentro da faixa especificada, pode melhorar a resistência à tração e o alongamento na ruptura do filme. O carbonato de cálcio também pode ser usado em filmes de cloreto de polivinilideno (PVC). A adição de carbonato de cálcio não só ajusta as propriedades de barreira do filme, como também melhora o desempenho de processamento e as propriedades mecânicas. O carbonato de cálcio também pode ser usado em membranas de fluoreto de polivinilideno (PVDF). Membranas de PVDF preparadas pelo método de separação de fases induzida termicamente permitem controlar a morfologia e a estrutura de membranas porosas alterando o teor e o tamanho das partículas de carbonato de cálcio. Por meio do processamento, a porosidade da membrana pode ser aumentada, melhorando também o fluxo de água e a taxa de retenção da membrana.

Preparação de filme fino de carbonato de cálcio

Devido à baixa compatibilidade entre o carbonato de cálcio e os polímeros, quando adicionado diretamente, o material de enchimento apresenta dificuldades de dispersão uniforme, resultando em problemas no processamento do sistema de enchimento, baixo desempenho do produto e dosagem limitada do material de enchimento. Para solucionar esses problemas, o carbonato de cálcio é geralmente submetido a tratamento superficial. O carbonato de cálcio tratado superficialmente com agentes de acoplamento, como silano, titanato ou aluminato, frequentemente se combina com a resina base por meio de adsorção superficial, entrelaçamento físico, forças de van der Waals e outras formas. Comparado ao carbonato de cálcio não modificado, o carbonato de cálcio modificado apresenta dispersão mais uniforme na resina e melhor desempenho da membrana.