塑料工業(yè)是包括合成樹脂、輔助材料與加工助劑、加工機(jī)械設(shè)備、模具制造和制品成型加工等多個(gè)行業(yè)在內(nèi)的工業(yè)部門。在塑料輔助材料中非金屬礦物使用的越多，就能更多地節(jié)約資源，創(chuàng)造更理想的性價(jià)比，CaCO3就是近年來被較多使用的一種填充材料。
從上個(gè)世紀(jì)80年代開始國外就開始將重質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用于聚丙烯編織袋，當(dāng)時(shí)的添加量?jī)H為3％～5％，現(xiàn)在用量已提升到15％以上，并且隨著編織袋的廣泛應(yīng)用，重質(zhì)碳酸鈣在這一塑料產(chǎn)品上的應(yīng)用已超過了20萬噸�，F(xiàn)在在聚乙烯薄膜中也已成功應(yīng)用了超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣，在聚氯乙烯型材和管材中應(yīng)用了輕質(zhì)碳酸鈣，這些材料的生產(chǎn)規(guī)模增大，為碳酸鈣找到了廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
把碳酸鈣更深入、更廣泛地應(yīng)用在塑料領(lǐng)域，要以科技為先導(dǎo)：一是開拓全新的應(yīng)用領(lǐng)域，二是在原有應(yīng)用領(lǐng)域把應(yīng)用技術(shù)搞得更好，擴(kuò)大應(yīng)用面和使用深度。
基于此，山東大學(xué)對(duì)CaCO3用于聚丙烯塑料改性的機(jī)理和最佳條件進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為CaCO3粒子越細(xì)，在聚丙烯基體中分散得越好，越有利于填充體系力學(xué)性能的提高；微細(xì)的CaCO3粒子起到了成核劑的作用，使球晶尺寸變小，結(jié)晶度提高，從而提高了PP基體的性能；CaCO3與滑石粉同時(shí)使用有較好的協(xié)同作用。根據(jù)這樣的研究結(jié)果，他們?cè)O(shè)計(jì)了壓濾機(jī)過濾板專用料的配方，其中CaCO3與滑石粉的配比為3：1，當(dāng)總填充量達(dá)到30％時(shí)，濾板能承受8.8MPa的壓力。這項(xiàng)成果為壓濾板生產(chǎn)企業(yè)解決了適用材料的問題，也為CaCO3的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。
要使改性CaCO3產(chǎn)品深入市場(chǎng)，還需要生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)橛脩籼峁┵|(zhì)優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品。上海匯集新材料股份有限公司和上海越達(dá)微納粉體材料有限公司在CaCO3改性方法進(jìn)行了多次試驗(yàn)，他們認(rèn)為要想讓用戶接受他們的改性CaCO3產(chǎn)品，必須做到以下幾點(diǎn)：生產(chǎn)成本必須有所下降；生產(chǎn)過程必須穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量有所提高；制品與原配方生產(chǎn)的基本無色差。為此他們進(jìn)行了PVC型材生產(chǎn)試驗(yàn)，用活化CaCO3代替原配方中未經(jīng)活化處理的輕質(zhì)碳酸鈣，在保證產(chǎn)品性能的前提下，加入改性CaCO3可以使生產(chǎn)成本下降。此外他們提出改性CaCO3有利于PVC熱穩(wěn)定的觀點(diǎn)，可以減少熱穩(wěn)定劑的用量，更調(diào)動(dòng)了用戶使用改性CaCO3的積極性。碳酸鈣在塑料工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)取得顯著成績(jī)，成為塑料行業(yè)不可缺少的重要原料之一。我國碳酸鈣工業(yè)的迅速發(fā)展為塑料行業(yè)提供了選擇和探索的物質(zhì)條件，碳酸鈣在塑料材料中應(yīng)用的成就也引導(dǎo)了碳酸鈣行業(yè)的發(fā)展，這兩個(gè)行業(yè)相互影響和促進(jìn)，共同成長(zhǎng)，將成為新世紀(jì)中行業(yè)持續(xù)發(fā)展的典型。
疑難解析
問：我廠想投產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯（PP－R）管材和管件，用于建筑物內(nèi)冷熱水輸送、飲用水輸送及采暖系統(tǒng)。請(qǐng)問要生產(chǎn)PP－R管，有相應(yīng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)嗎？對(duì)原料和擠出設(shè)備有什么特別的要求嗎？
答：生產(chǎn)出的PP－R管應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)ISO／DIS15874.2－1999《冷熱水用塑料管道系統(tǒng)———PP第二部分管材》，管件應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)ISO／DIS15874.2－1999《冷熱水用塑料管道系統(tǒng)———PP第三部分管件》。
可以生產(chǎn)冷熱水管的PP專用原料有三種：1.均聚PP加入一定量的增韌助劑經(jīng)共混造粒而成，這種原料稱之PP－H。2.采用PP與PE嵌段共聚，這種原料稱之PP－B。3.采用先進(jìn)的氣相共聚工藝，PE在PP的分子鏈中隨機(jī)、均勻地進(jìn)行聚合，這種原料稱之PP－R。
用于生產(chǎn)PP－R塑料管的擠出機(jī)的螺桿料筒要用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模型精確計(jì)算以確定各段壓力分布、熔融速率，使其有良好的低溫塑化能力。普通的單螺桿擠出機(jī)是不能用來生產(chǎn)PP－R管的。
從上個(gè)世紀(jì)80年代開始國外就開始將重質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用于聚丙烯編織袋，當(dāng)時(shí)的添加量?jī)H為3％～5％，現(xiàn)在用量已提升到15％以上，并且隨著編織袋的廣泛應(yīng)用，重質(zhì)碳酸鈣在這一塑料產(chǎn)品上的應(yīng)用已超過了20萬噸�，F(xiàn)在在聚乙烯薄膜中也已成功應(yīng)用了超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣，在聚氯乙烯型材和管材中應(yīng)用了輕質(zhì)碳酸鈣，這些材料的生產(chǎn)規(guī)模增大，為碳酸鈣找到了廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
把碳酸鈣更深入、更廣泛地應(yīng)用在塑料領(lǐng)域，要以科技為先導(dǎo)：一是開拓全新的應(yīng)用領(lǐng)域，二是在原有應(yīng)用領(lǐng)域把應(yīng)用技術(shù)搞得更好，擴(kuò)大應(yīng)用面和使用深度。
基于此，山東大學(xué)對(duì)CaCO3用于聚丙烯塑料改性的機(jī)理和最佳條件進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為CaCO3粒子越細(xì)，在聚丙烯基體中分散得越好，越有利于填充體系力學(xué)性能的提高；微細(xì)的CaCO3粒子起到了成核劑的作用，使球晶尺寸變小，結(jié)晶度提高，從而提高了PP基體的性能；CaCO3與滑石粉同時(shí)使用有較好的協(xié)同作用。根據(jù)這樣的研究結(jié)果，他們?cè)O(shè)計(jì)了壓濾機(jī)過濾板專用料的配方，其中CaCO3與滑石粉的配比為3：1，當(dāng)總填充量達(dá)到30％時(shí)，濾板能承受8.8MPa的壓力。這項(xiàng)成果為壓濾板生產(chǎn)企業(yè)解決了適用材料的問題，也為CaCO3的應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。
要使改性CaCO3產(chǎn)品深入市場(chǎng)，還需要生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)橛脩籼峁┵|(zhì)優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品。上海匯集新材料股份有限公司和上海越達(dá)微納粉體材料有限公司在CaCO3改性方法進(jìn)行了多次試驗(yàn)，他們認(rèn)為要想讓用戶接受他們的改性CaCO3產(chǎn)品，必須做到以下幾點(diǎn)：生產(chǎn)成本必須有所下降；生產(chǎn)過程必須穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量有所提高；制品與原配方生產(chǎn)的基本無色差。為此他們進(jìn)行了PVC型材生產(chǎn)試驗(yàn)，用活化CaCO3代替原配方中未經(jīng)活化處理的輕質(zhì)碳酸鈣，在保證產(chǎn)品性能的前提下，加入改性CaCO3可以使生產(chǎn)成本下降。此外他們提出改性CaCO3有利于PVC熱穩(wěn)定的觀點(diǎn)，可以減少熱穩(wěn)定劑的用量，更調(diào)動(dòng)了用戶使用改性CaCO3的積極性。碳酸鈣在塑料工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)取得顯著成績(jī)，成為塑料行業(yè)不可缺少的重要原料之一。我國碳酸鈣工業(yè)的迅速發(fā)展為塑料行業(yè)提供了選擇和探索的物質(zhì)條件，碳酸鈣在塑料材料中應(yīng)用的成就也引導(dǎo)了碳酸鈣行業(yè)的發(fā)展，這兩個(gè)行業(yè)相互影響和促進(jìn)，共同成長(zhǎng)，將成為新世紀(jì)中行業(yè)持續(xù)發(fā)展的典型。
疑難解析
問：我廠想投產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯（PP－R）管材和管件，用于建筑物內(nèi)冷熱水輸送、飲用水輸送及采暖系統(tǒng)。請(qǐng)問要生產(chǎn)PP－R管，有相應(yīng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)嗎？對(duì)原料和擠出設(shè)備有什么特別的要求嗎？
答：生產(chǎn)出的PP－R管應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)ISO／DIS15874.2－1999《冷熱水用塑料管道系統(tǒng)———PP第二部分管材》，管件應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)ISO／DIS15874.2－1999《冷熱水用塑料管道系統(tǒng)———PP第三部分管件》。
可以生產(chǎn)冷熱水管的PP專用原料有三種：1.均聚PP加入一定量的增韌助劑經(jīng)共混造粒而成，這種原料稱之PP－H。2.采用PP與PE嵌段共聚，這種原料稱之PP－B。3.采用先進(jìn)的氣相共聚工藝，PE在PP的分子鏈中隨機(jī)、均勻地進(jìn)行聚合，這種原料稱之PP－R。
用于生產(chǎn)PP－R塑料管的擠出機(jī)的螺桿料筒要用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模型精確計(jì)算以確定各段壓力分布、熔融速率，使其有良好的低溫塑化能力。普通的單螺桿擠出機(jī)是不能用來生產(chǎn)PP－R管的。
