Fortschritte in der Verarbeitungstechnologie von Calciumcarbonat haben es ermöglicht, es von einem traditionellen Füllstoff zu einem Modifikator zu entwickeln. Diese Entwicklung ermöglicht Kostensenkungen bei Produkten bei gleichzeitiger Verbesserung ihrer Eigenschaften. Einige davon sind einzigartig bei Calciumcarbonat. Mit der zunehmenden Reife der Mikroschaumtechnologie und der erfolgreichen Entwicklung von hohlem Calciumcarbonat sind die Gewichtsreduzierungsmöglichkeiten von Calciumcarbonat-Verbundwerkstoffen für die industrielle Produktion reif.
Wir können mit Sicherheit voraussagen, dass in Zukunft plastisches Kalziumkarbonat zusammengesetzt Materialien werden den traditionellen Rahmen von „zwei Reduzierungen und eine Verbesserung“ neu definieren – nämlich Kosten- und Dichtereduzierung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung. Calciumcarbonat wird sich von einem bloßen Füllstoff zu einem revolutionären Modifikator entwickeln.
Herkömmliche Kunststoff-Verbundwerkstoffe aus Kalziumkarbonat führen nicht nur zu einer Verschlechterung aller Materialeigenschaften. Stattdessen können sie auch verschiedene Eigenschaften verbessern, während sie gleichzeitig zu Leistungseinbußen führen. In diesem Artikel werden insbesondere die positiven und negativen Auswirkungen von Kalziumkarbonat als Modifikator untersucht. Er gibt uns Hinweise auf die Entwicklung der Kalziumkarbonatmodifizierung in zukünftigen Forschungsarbeiten.
Positive Modifikationseffekte von Calciumcarbonat
1 Umweltvorteile von Calciumcarbonat
1.1 Erhaltung der Erdölressourcen
Berechneter Einfluss von Calciumcarbonat in Kunststoffverpackungen
Basierend auf einem Calciumcarbonatgehalt von 30% in Polyethylen (PE) könnten durch die jährliche Produktion von 3 Millionen Tonnen Kunststoffverpackungsbeuteln etwa 900.000 Tonnen Harz auf Erdölbasis und 2,7 Millionen Tonnen Öl eingespart werden.
1.2 Umweltfreundliche Leistung
Die Einarbeitung von Calciumcarbonat in Plastikmüllsäcke, die zur Verbrennung bestimmt sind, kann die Verbrennungseffizienz verbessern und die Verbrennungszeit erheblich verkürzen. Beim Verbrennen dehnt sich Calciumcarbonat in der Plastikfolie aus und erzeugt zahlreiche kleine Löcher, die die für die Verbrennung verfügbare Oberfläche vergrößern. Dieses Phänomen beschleunigt den Verbrennungsprozess. So verkürzt sich beispielsweise die Verbrennungszeit für Polyethylen-Plastikfolie, die 30%-Calciumcarbonat enthält, von 12 Sekunden (für reines Plastik) auf nur 4 Sekunden.
Darüber hinaus fördern mit Kalziumkarbonat gefüllte Kunststofffolien eine vollständigere Verbrennung, wodurch die Freisetzung von schwarzem Rauch aufgrund der Dochtwirkung von Kalziumkarbonat minimiert wird. Die Alkalität von Kalziumkarbonat hilft auch dabei, eine erhebliche Menge an dispergierten sauren Gasen zu absorbieren, wodurch die Freisetzung von giftigem Rauch verringert und die Wahrscheinlichkeit von saurem Regen verringert wird.
In Japan schreiben die Vorschriften vor, dass Plastikmüllsäcke zur Verbrennung mindestens 30% Kalziumkarbonat enthalten müssen. Abgesehen von der schnelleren Verbrennungsgeschwindigkeit erzeugen mit Kalziumkarbonat gefüllte Säcke weniger Hitze, produzieren weder Tropfen noch schwarzen Rauch, verringern die Sekundärverschmutzung und sind für Verbrennungsanlagen ungefährlich.
2. Häufige Modifikationseffekte von Calciumcarbonat
2.1 Verbesserte Steifigkeit von Verbundwerkstoffen
Calciumcarbonat verbessert die Biegefestigkeit, den Biegemodul, die Härte und die Verschleißfestigkeit von Verbundwerkstoffen. Bei Kunststofffolien verbessert die erhöhte Festigkeit die Steifigkeit erheblich, erleichtert das Aufrollen und die allgemeine strukturelle Integrität.
2.2 Verbesserte Dimensionsstabilität von Verbundwerkstoffen
Calciumcarbonat trägt zu einer verbesserten Dimensionsstabilität bei, indem es Schrumpfung und Verformung verringert, den linearen Ausdehnungskoeffizienten senkt, Kriechen minimiert und die Isotropie fördert. Die Einbeziehung von Calciumcarbonat in Verbundwerkstoffe verbessert die Dimensionsstabilität erheblich.
2.3 Verbesserung der Wärmebeständigkeit von Verbundwerkstoffen
Calciumcarbonat verbessert die thermische Stabilität von Verbundwerkstoffen, indem es Stoffe absorbiert, die den Zerfall fördern. Beispielsweise weisen PBAT/Calciumcarbonat-Verbundwerkstoffe eine deutlich höhere thermische Stabilität auf als reines PBAT. Darüber hinaus absorbiert die Einarbeitung von leichtem Calciumcarbonat in PVC-Produkte effektiv Chlorwasserstoff, der während des Zerfalls entsteht, und verbessert so die thermische Verarbeitungsstabilität von PVC erheblich.
2.4 Verbesserte Reißfestigkeit von Folien
Typische Kunststofffolien weisen häufig eine hohe Längsfestigkeit, aber eine geringe Querfestigkeit auf, insbesondere bei Materialien wie PBS, PLA und aliphatischen Polyesterfolien PHA. Die Zugabe von Calciumcarbonat kann die Isotropie dieser Verbundmaterialien verbessern, was zu einer deutlich verbesserten Reißfestigkeit führt.
3. Spezielle modifizierte Eigenschaften von Calciumcarbonat
3.1 Auswirkungen auf Zug- und Schlagfestigkeitseigenschaften
Der Einfluss von Calciumcarbonat auf die Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit von Kunststofffolien ist nicht allgemeingültig; er wird von Faktoren wie Partikelgröße und Oberflächenbehandlung beeinflusst.
Einfluss der Partikelgröße: Verschiedene Partikelgrößen von Calciumcarbonat führen zu unterschiedlichen Modifizierungseffekten auf Kunststoffe, wie in Tabelle 1 dargestellt. Im Allgemeinen werden Partikelgrößen unter 1000 Mesh für inkrementelle Modifizierungen verwendet. Partikelgrößen zwischen 1000 und 3000 Mesh mit einer Zusatzmenge unter 10% können einige Modifizierungseffekte erzielen. Im Gegensatz dazu zeigt Calciumcarbonat mit Partikelgrößen über 5000 Mesh, das als funktionelles Calciumcarbonat klassifiziert wird, erhebliche Modifizierungseffekte und kann sowohl die Zugfestigkeit als auch die Schlagfestigkeit verbessern. Obwohl nanoskaliges Calciumcarbonat eine feinere Partikelgröße hat, ist seine Wirksamkeit durch die derzeitige Schwierigkeit der Dispersion begrenzt und ermöglicht nur ähnliche Modifizierungsergebnisse wie 8000 Mesh-Calciumcarbonat.
Tabelle 1: Einfluss von schwerem Calciumcarbonat mit unterschiedlichen Partikelgrößen auf die Leistung von PP-Verbundwerkstoffen
| Mit Haftvermittler behandeltes schweres Calciumcarbonat (30%) Maschenweite | 2000 | 1250 | 800 | 500 |
| Schmelzflussindex (g/10min) | 4.0 | 5.0 | 5.6 | 5.5 |
| Zugfestigkeit (MPa) | 19.3 | 18.4 | 18.7 | 18.1 |
| Bruchdehnung (%) | 422 | 420 | 341 | 367 |
| Biegefestigkeit (MPa) | 28 | 28.6 | 28.2 | 28.4 |
| Biegemodul (MPa) | 1287 | 1291 | 1303 | 1294 |
| Izod-Schlagzähigkeit (J/m) | 113 | 89 | 86 | 78 |
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, führen feinere Partikelgrößen von Calciumcarbonat zu einer erhöhten Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit und Bruchdehnung, während Biegefestigkeit und Biegemodul relativ unverändert bleiben. Die Fließfähigkeit des Verbundmaterials nimmt jedoch mit feineren Partikelgrößen ab.
Wirkung der Oberflächenbehandlung: Eine geeignete Oberflächenbehandlung von Calciumcarbonat mit geeigneten Partikelgrößen kann die Zug- und Schlagfestigkeit von Verbundwerkstoffen deutlich verbessern. Jüngste Fortschritte in der Theorie organischer/anorganischer Verbundwerkstoffe haben Calciumcarbonat von einem einfachen Füllstoff in ein neuartiges funktionales Füllmaterial verwandelt. So kann sich beispielsweise die Kerbschlagfestigkeit eines Verbundwerkstoffs aus homopolymerem Polypropylen (PP) und Calciumcarbonat im Vergleich zum Basiskunststoff mehr als verdoppeln.
3.2 Rauchunterdrückung bei der Verbrennung
Calciumcarbonat weist hervorragende Rauchunterdrückungseigenschaften auf. Dies liegt an seiner Fähigkeit, mit Halogenwasserstoffen im Rauch zu reagieren und stabiles Calciumchlorid (CaCl₂) zu bilden. Daher kann es als Rauchunterdrücker in jedem Polymer verwendet werden, das bei der Verbrennung Halogenwasserstoffe erzeugt, einschließlich Vinylchlorid, chlorsulfoniertem Polyethylen und Chloroprenkautschuk.
Da es sich bei der Verbrennung um eine heterogene Feststoff-Gas-Reaktion handelt, die an der Oberfläche von Feststoffpartikeln stattfindet, spielt die Partikelgröße von Calciumcarbonat eine entscheidende Rolle für die Wirksamkeit der Rauchunterdrückung. Feinere Partikel besitzen eine deutlich größere spezifische Oberfläche, was die Rauchunterdrückungswirkung verstärkt.
3.3 Antihaftmittel
Geblasene Schlauchfolien mit Calciumcarbonat weisen hervorragende Öffnungseigenschaften auf und sind beim Aufrollen resistent gegen Verkleben. In diesem Zusammenhang fungiert Calciumcarbonat effektiv als Antihaftmittel.
3.4 Wärmeleitfähigkeit erhöhen
Die Zugabe von Calciumcarbonat erhöht die Wärmeleitfähigkeit der Folie, sodass die Blase der Blasfolie schneller abkühlt, die Produktionseffizienz verbessert und die Leistung des Extruders erhöht wird. Am Beispiel der Zugabe von 25% leichtem Calciumcarbonat zu PVC-Folien dauert das Erhitzen auf 200 °C nur 3,5 Sekunden, während reine PVC-Folien 10,8 Sekunden benötigen und die Wärmeleitfähigkeit um das Dreifache erhöht wird.
3.5 Fließfähigkeit verbessern
Calciumcarbonat kann die Fließfähigkeit des Verbundsystems verbessern, die Schmelzviskosität und das Extruderdrehmoment verringern, die Extruderleistung erhöhen und die Produktionseffizienz verbessern. Verschiedene Arten von Calciumcarbonat haben unterschiedliche Auswirkungen auf den Fluss. Die Reihenfolge der Fließfähigkeit des spezifischen Verbundmaterials ist großes Calcit-Calciumcarbonat > Marmor-Calciumcarbonat, Dolomit-Calciumcarbonat > kleines Calcit-Calciumcarbonat > leichtes Calciumcarbonat.
3.6 Farbabstimmungsleistung
Ersatz einiger Weißpigmente: Hochweißes Calciumcarbonat kann einige Weißpigmente wie Titandioxid ersetzen und so den Gehalt an teurem Titandioxid einsparen. Hochweißes Calciumcarbonat ist aufgrund seines hohen Weißgrades und seiner hohen Deckkraft die erste Wahl. Der Grund, warum Calciumcarbonat als Weißpigment verwendet werden kann, liegt hauptsächlich in seiner gewissen Deckkraft. Die Deckkraft einer Beschichtung bezieht sich auf die Mindestmenge an Farbe, die erforderlich ist, um die Farbe gleichmäßig auf die Oberfläche eines Objekts aufzutragen, sodass die Grundfarbe nicht mehr sichtbar ist. Sie wird in g/㎡ ausgedrückt.
Die Deckkraft verschiedener Farbstoffe in Beschichtungen ist in Tabelle 2 aufgeführt:
Tabelle 2: Deckvermögen einiger anorganischer und organischer Pigmente
| Pigmentname | Deckkraft (g/cm) |
| Pararot (heller Farbton) | 18.1-16.3 |
| Pararot (dunkler Farbton) | 17.1-15.0 |
| Roter See c | 23.8-18.8 |
| Litholrot (Ba-Lake) | 33.7-21.7 |
| Litholrot (Ca-Farbton) | 49.0-33.7 |
| Lithol-Rubin | 33.9 |
| Yanke Scharlachroter See | 88.5 |
| Rhodamin Y (Wolframatniederschlag) | 25.1 |
| Rhodamin B (Phosphowolframat-Niederschlag) | 16.1 |
| Toluidin Kastanienrot | 34.8-37.7 |
| Lichtechtes Rot BL | 12.4 |
| Titandioxid | 18.4 |
| (Rutil-Typ, Anatas-Typ) | 19.5 |
| Zinkoxid | 24.8 |
| Bariumsulfat | 30.6 |
| Kalziumkarbonat | 31.4 |
| Hansagelb G | 54.9 |
| Hansagelb 10G | 58.8 |
| Permanent Orange | 29.6 |
| Malachitgrün | 5.4 |
| Pigment Grün B | 2.7 |
| Malachitblau (Phosphowolframat-Niederschlag) | 7.7 |
| Malachitblau | 68.5 |
| Methylviolett (Phosphowolframat-Niederschlag) | 7.6 |
| Methylviolett (Tanninfällungsmittel) | 4.9 |
| Sonnenlichtechtes Violett | 10.2 |
| Phthalocyaninblau | 4.5 |
| Zink-Barium-Mörser (Bleipulver) | 23.6 |
| Bleimörtel (basisches Bleisulfat) | 26.9 |
| Antimontrioxid | 22.7 |
| Talk | 32.2 |
Die Deckkraft eines Materials hängt eng mit seinem Brechungsindex zusammen. Im Allgemeinen führt ein höherer Brechungsindex zu einer höheren Deckkraft und einem intensiveren Weißton. Der Brechungsindex verschiedener weißer Materialien ist in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3: Brechungsindex verschiedener weißer Materialien
| Weiße Materialien | Farbstoff-Indexnummer | Brechungsindex |
| Titandioxid (Rutiltyp) | Pigmentmörtel 6 | 2.70 |
| Titanpulver (Anatas-Typ) | Pigmentmörtel 6 | 2.55 |
| Zirkoniumoxid | Pigmentmörtel 12 | 2.40 |
| Zinksulfid | 2.37 | |
| Antimontrioxid | Pigmentmörtel 11 | 2.19 |
| Zinkoxid | Pigmentmörtel 4 | 2.00 |
| Lithopone (Zink-Barium-Pulver) | Farbmörtel 21 | 2.10 |
| Bariumsulfat | Pigmentmörtel 18 | 1.64 |
| Kalziumkarbonat | Pigmentmörtel 27 | 1.58 |
| Talk | Farbstoff-Indexnummer | 1.54 |
Auswirkungen auf die Färbung Die natürliche weiße Farbe von Calciumcarbonat beeinflusst die Fähigkeit, helle Farben zu erzielen, was das Erzielen heller Farbkombinationen erschwert. Darüber hinaus kann es das Erzielen spezieller Schwarztöne erschweren.
Einfluss auf Farblicht Neben seiner natürlichen weißen Farbe kann Calciumcarbonat verschiedene Farblichter aufweisen, was sich auf die Farbreinheit auswirkt. Farblicht bezieht sich auf die zusätzlichen Farbtöne, die ein Objekt neben seiner Hauptfarbe aufweist. Komplementärfarben finden sich beispielsweise an entgegengesetzten Enden des Farbspektrums; Blau wird beispielsweise durch Gelb ergänzt. Durch Mischen dieser Farben kann weißes Licht erzeugt werden, eine wirksame Methode zur Neutralisierung von Farblicht.
Die Grundfarbe von Calciumcarbonat variiert je nach Herkunft. Zum Beispiel:
- Calciumcarbonat aus Sichuan hat eine blaue Grundfarbe.
- Calciumcarbonat aus Guangxi hat eine rote Grundfarbe.
- Calciumcarbonat aus Jiangxi hat ebenfalls eine blaue Grundfarbe.
Beim Abstimmen von Farben sollte das Farblicht von Kalziumkarbonat mit dem Grundfarbton übereinstimmen. Beispielsweise kann Kalziumkarbonat mit einem blauen Farbton die Farbkraft von gelben Pigmenten neutralisieren. Es wird auch häufig verwendet, um gelbes Farblicht in Produkten zu neutralisieren.
Verbesserung des Astigmatismus bei Kunststoffprodukten: Die Zugabe von Kalziumkarbonat erhöht zwar nicht den Glanz von Kunststoffprodukten, verringert diesen jedoch wirksam und sorgt für einen Mattierungseffekt.
3.7 Erhöhung der Atmungsaktivität
Mit Kalziumkarbonat gefüllte Kunststofffolien bilden beim Dehnen winzige Poren, die Wasserdampf durchlassen, aber das Eindringen von flüssigem Wasser verhindern. Aufgrund dieser Eigenschaft eignen sie sich für die Herstellung atmungsaktiver Kunststoffprodukte. Für optimale Ergebnisse sollte nur Kalziumkarbonat mit einer Partikelgröße von 3000 Maschen oder feiner und einer engen Partikelgrößenverteilung verwendet werden.
3.8 Förderung der Degradationsleistung von Produkten
Wenn Polyethylen-Plastiktüten mit Kalziumkarbonat vergraben werden, kann das Kalziumkarbonat mit Kohlendioxid und Wasser reagieren und wasserlösliches Kalziumbikarbonat (Ca(HCO₃)₂) bilden, das die Folie verlassen kann. Dieser Prozess erzeugt winzige Löcher in der Folie, wodurch die Kontaktfläche mit Luft und Mikroorganismen vergrößert wird und der Abbau des Produkts erleichtert wird.
3.9 Rolle von Calciumcarbonat bei der Kristallisationskeimbildung
Nano-Calciumcarbonat (CaCO₃) spielt eine entscheidende Rolle bei der Kristallisationskeimbildung von Polypropylen, da es den β-Kristallgehalt erhöht und dadurch die Schlagzähigkeit von Polypropylen verbessert.
3.10 Reduzierung der Wasseraufnahme in PA-Kunststoffen
Die Wasseraufnahme von Polyamid (PA)/Calciumcarbonat-Verbundwerkstoffen ist deutlich geringer als die von reinem PA-Harz. So kann beispielsweise die Einarbeitung von 25% Calciumcarbonat in PA6 die Wasseraufnahmerate des Verbundwerkstoffs um 56% reduzieren.
3.11 Verbesserung der Oberflächeneigenschaften
Calciumcarbonat kann die Oberflächenspannung von Verbundwerkstoffen erhöhen und weist hervorragende Adsorptionseigenschaften auf, die die Galvanisierungs-, Beschichtungs- und Druckeigenschaften dieser Materialien verbessern.
3.12 Einfluss von Calciumcarbonat auf die Schaumbildung
Der Einfluss von Calciumcarbonat auf das Schaumverhalten von Kunststoffen ist komplex und hängt sowohl von der Partikelgröße als auch von der verwendeten Menge ab:
Calciumcarbonat Größe: Wenn die Partikelgröße von Calciumcarbonat mit der des Schaumbildners übereinstimmt, kann es als Keimbildner wirken. Dieser Prozess beeinflusst die Schaumbildung positiv. Die ideale Partikelgröße liegt unter 5 μm und sollte eine Agglomeration vermeiden. Wenn die Partikelgröße 10 μm überschreitet oder zu fein ist und agglomeriert, kann sich dies negativ auf die Schaumbildung auswirken. Es wird empfohlen, Calciumcarbonat mit einer Maschenweite von 3000 (ca. 4 μm) zu verwenden, um eine Größe unter 5 μm ohne Agglomeration zu gewährleisten.
Zu den Mechanismen, durch die Calciumcarbonat die Schaumbildung fördert, gehören:
Fungiert als Keimbildner, indem es Schaumgas absorbiert und so Blasenkerne erzeugt. Dadurch wird die Anzahl der Poren kontrolliert und ihre Größe verfeinert.
Bietet Steifigkeit, die die Verformung und Mobilität der Schmelze verlangsamt, was dazu beiträgt, eine schnelle Porenausdehnung zu verhindern und feinere Porengrößen zu ermöglichen. Nano-Calciumcarbonat kann aufgrund der geringen Größe des Keimbildners sogar mikroporöse Schaumkunststoffe erzeugen.
Zugesetzte Menge an Calciumcarbonat: Die optimale Füllmenge für Calciumcarbonat zur Verbesserung der Schaumqualität liegt normalerweise zwischen 10% und 30%. Wird zu wenig hinzugefügt, gibt es nicht genügend Kristallisationspunkte, was zu einem niedrigen Schaumverhältnis führt. Wird hingegen zu viel verwendet, während mehr Kristallisationspunkte entstehen, kann die Schmelzfestigkeit übermäßig abnehmen. Dies führt zu zahlreichen zerplatzten Blasen und einem reduzierten Schaumverhältnis.
Dispergierbarkeit von Calciumcarbonat: Eine gleichmäßige Dispersion von Calciumcarbonat ist für die Förderung der Schaumqualität unerlässlich. Gleichmäßig verteiltes Calciumcarbonat verhindert Agglomeration. Wenn die Partikelgröße unter 5 μm liegt, fungiert es effektiv als Keimbildner, ohne die Schaumbildung negativ zu beeinflussen.
Wassergehalt von Calciumcarbonat: Wenn der Wassergehalt des anorganischen Pulvers unter 0,51 TP3T liegt, hat es nur minimale Auswirkungen auf die Schaumbildung.
Andere Eigenschaften: Calciumcarbonat trägt außerdem zu einer verbesserten Verschleißfestigkeit und Härte von Verbundwerkstoffen bei.
Negative Modifikationen von Füllstoffen
1. Erhöhte Dichte von Verbundwerkstoffen
Die Zugabe von Calciumcarbonat zu Harz führt zu einer schnellen Zunahme der Dichte des Verbundmaterials. Bei Produkten, die nach Gewicht, Länge oder Fläche verkauft werden, kann diese erhöhte Dichte einige Kostenvorteile zunichte machen. Das Ausmaß der Gewichtszunahme variiert je nach Calciumcarbonat-Typ, wobei die spezifische Dichte wie folgt lautet:
Helles Calciumcarbonat < Großes Calcit-Calciumcarbonat < Marmor-Calciumcarbonat < Dolomit-Calciumcarbonat < Kleines Calcit-Calciumcarbonat.
So reduzieren Sie die Dichte von Calciumcarbonat-Verbundkunststoffen:
1.1 Produktdehnung zur Gewichtsreduzierung:
Durch das Dehnen entstehen Verformungslücken zwischen dem Kunststoff und dem Kalziumkarbonat, wodurch die Gesamtdichte leicht reduziert wird. Beispielsweise hat eine mit 30% Kalziumkarbonat gefüllte gestreckte Polyethylenfolie eine Dichte von 1,1 g/cm³, verglichen mit 1,2 g/cm³ bei der ungestreckten Version. Diese Technik ist auf verschiedene Kunststoffprodukte wie Flachdraht, Blasfolie, Umreifungsband und Reißfolie anwendbar.
1.2 Produkt-Mikroaufschäumung zur Gewichtsreduzierung:
Die Nutzung der vom Füllstoff absorbierten Feuchtigkeit zum Mikroschäumen kann die Dichte deutlich verringern, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Beispielsweise kann unser leichter Calciumcarbonat-Verbundwerkstoff 50% bei der Herstellung von Folien eine Mindestdichte von 0,7 g/cm³ erreichen, was einer Reduzierung um 45% entspricht.
1.3 Hohlraumfüllung zur Gewichtsreduzierung:
Durch den Einsatz einer einfachen und kostengünstigen anorganischen Pulverhohltechnologie können hohle Calciumcarbonatprodukte hergestellt werden, deren Dichte erheblich reduziert ist. Die Dichte dieser hohlen Produkte kann auf etwa 0,7 g/cm³ reduziert werden.
2. Reduzierung des Glanzes bei Verbundwerkstoffen
Der Einfluss auf den Oberflächenglanz von Verbundprodukten wird durch das Verarbeitungsverfahren und die verwendete spezifische Art von Calciumcarbonat beeinflusst. Die Reihenfolge des Glanzes für verschiedene Verbundmaterialien ist wie folgt:
- Nassverfahren > Trockenverfahren
- Helles Calciumcarbonat > Großes Calcit-Calciumcarbonat > Marmor-Calciumcarbonat > Kleines Calcit-Calciumcarbonat > Dolomit-Calciumcarbonat.
3. Reduzierung der Transparenz bei Verbundwerkstoffen
Calciumcarbonat hat einen Brechungsindex, der sich deutlich von dem üblicher Harze wie Polyethylen und Polypropylen unterscheidet. Daher können Calciumcarbonat-Füllstoffe in herkömmlicher Größe die Transparenz von Folien negativ beeinflussen. Im Gegensatz dazu kann nur Nano-Calciumcarbonat mit einer Partikelgröße unter 200 Nanometern die Transparenz des Verbundprodukts aufrechterhalten, da Lichtwellen derart kleine Partikel effektiv umgehen können.
4. Reduzierung der Bruchdehnung bei Verbundwerkstoffen
Die hohe Steifigkeit von Calciumcarbonat kann die ursprüngliche Duktilität des Verbundwerkstoffs verringern. Diese erhöhte Steifigkeit verringert die Beweglichkeit der makromolekularen Ketten, was zu einer verringerten Bruchdehnung des Endprodukts führt.
5. Abnahme der Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit
In vielen Fällen kann die Zugabe von Calciumcarbonat zu einer Verringerung der Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit des Verbundwerkstoffs führen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Calciumcarbonatpartikel zu groß sind oder die Oberflächenbehandlung des Calciumcarbonats unzureichend ist. Der deutlichste Rückgang ist häufig bei der Zugfestigkeit zu verzeichnen.
6. Erhöhtes Stress-Bleaching-Phänomen
Wenn dem Harz eine größere Menge Kalziumkarbonat beigemischt wird, können durch das Dehnen des Produkts zahlreiche Lücken und silberne Streifen entstehen, was das Weißbruchphänomen im Harz verschlimmert.
7. Beschleunigung der Produktalterung
Alle anorganischen Pulvermaterialien, einschließlich Calciumcarbonat, können die Alterung von Verbundwerkstoffen beschleunigen, was zu einer Verringerung der Lebensdauer und Leistung der Produkte führt.
8. Reduzierte Bindungsstärke zwischen Materialien
Die Verwendung von Calciumcarbonat kann die Bindungsfestigkeit von Folien verringern, beispielsweise die Heißsiegelfestigkeit, und kann auch die Schweißfestigkeit von Rohren mindern.