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對于輕質(zhì)碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)中提出的技術(shù)指標(biāo) ，由于檢測項目較多、檢測方法比較復(fù)雜、麻煩，即使是輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)企業(yè) ，有的也只能作部分指標(biāo)檢測 ，同時多數(shù)輕質(zhì)碳酸鈣的使用企業(yè)也沒有配備足夠的檢測條件或開展全部檢測項目來監(jiān)控輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量。因此，從硬質(zhì)PVC制品生產(chǎn)企業(yè)實際情況出發(fā)，尋找一種比較方便實用的方法來評價輕質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量，對于硬質(zhì)PVC制品的質(zhì)量控制十分重要。本研究提出通過檢測沉降體積、色相、表觀密度指標(biāo)來評價輕質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量，為輕質(zhì)碳酸鈣的選用和檢測提供可靠的參考依據(jù)。

1.輕質(zhì)碳酸鈣的檢測方法

沉降體積測試的原理是依據(jù)不同粒徑 、不同密度 的顆粒在液體中的沉降速度不同，其基本過程是把樣品放到某種液體中制成一定濃度的懸浮液，懸浮液中的顆粒在重力或離心力作用下發(fā)生沉降，顆粒大的、密度大的沉降速度較快，沉降體積小；顆粒小、密度小的沉降速度較慢，沉降體積大。硬質(zhì) PV C 產(chǎn)品加工中常用的碳酸鈣有輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣是通過化學(xué)方法生產(chǎn)的，密度2.4 —2.7g／Cm3 ；重質(zhì)碳酸鈣是通過對碳酸鈣礦石粉碎和研磨等物理機械方法生產(chǎn)的，密度2.7 —2.95 g／Cm3 。在塑料成型加工過程中重質(zhì)碳酸鈣對加工機械設(shè)備的磨損較輕質(zhì)碳酸鈣嚴(yán)重，尤其是對擠出機機筒、螺桿磨損很大。通過測定碳酸鈣的沉降體積可以簡單判定其為輕質(zhì)碳酸鈣或重質(zhì)碳酸鈣，也間接表征了碳酸鈣的顆粒形態(tài)、粒徑分布。選取6個廠家生產(chǎn)的碳酸鈣進行沉降體積試驗

從表1中可以看出，廠家4 、廠家5的碳酸鈣的沉降體積最低分別為 1.9 m g／L 、2.1 m g／L ，而 H G ／T 2226 —2000 <<工業(yè)沉淀碳酸鈣>>中對合格品的要求是：沉降體積≥2.4 m g／L，由此可以說明，廠家4、廠家5 的碳酸鈣可能為重鈣或部分摻有重鈣；廠家1、2、3 的碳酸鈣的沉降體積都滿足 HG／T 2226 —2000 中合格品的要求；而廠家 6 的碳酸鈣的沉降體積最高為3.9 m g／L ，遠遠超過了 H G／T 2226 —2000 中優(yōu)等品> 2.8 m g／L 的要求。輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積高，說明其顆粒較小、粒子聚集松散、間隙大，這種碳酸鈣與PVC 共混時分散較快。

在硬質(zhì) PVC 制品加工過程中，除碳酸鈣粉體的白度外，碳酸鈣的色相也是一個關(guān)鍵問題，尤其是對一些添加碳酸鈣較多的白色制品配方體系，碳酸鈣的色相直接影響到產(chǎn)品顏色及色差，造成塑料制品顏色不鮮艷、光澤度差，如白色 PV C —U 管材、異型材 的生產(chǎn) 中，生產(chǎn)廠 家過 程控 制 中應(yīng) 保證產(chǎn) 品外 觀顏 色色 澤均勻，白色制品應(yīng)控制產(chǎn)品外觀不允許有明顯的偏青、偏灰、偏紅等現(xiàn)象。有的 PV C —U 白色制品生產(chǎn)廠家為了使產(chǎn)品白度提高，常常添加熒光增白劑，以達到增白白度的效果。但是，由于熒光增白劑中往往含有雙鍵，容易引發(fā)樹脂中形成不穩(wěn)定分子鏈結(jié)構(gòu)，在高溫、高剪切下易發(fā)生分解反應(yīng)，如果熒光增白劑的品種選擇不當(dāng)或添加份數(shù)過量，不但使 PVC 產(chǎn)品老化加快分解發(fā)黃，使產(chǎn)品老化性能下降，還會出現(xiàn) PVC 加工過程中的不易分散或凝聚結(jié)團現(xiàn)象。輕質(zhì)碳酸鈣的色相有：紅相、黃相、青相、灰相、紅黃相等，輕質(zhì)碳酸鈣。的色相與粉體白度都與輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝及控制過程有關(guān)系，一般與輕質(zhì)碳酸鈣粉體的顆粒大小、粒徑分布無關(guān)。

碳酸鈣色相的檢測是將PVC 、碳酸鈣、復(fù)合穩(wěn)定劑按照 100 ：25 ：4.0 的比例進行熱混合后制成干混合料，通過轉(zhuǎn)矩流變儀對干混合料進行捏合，物料塑化出現(xiàn)塑化峰后停止試驗，觀察 PVC混合物塑化料的外觀顏色，是否有明顯的偏青、偏灰或偏紅等現(xiàn)象。表2 為 5 個廠家的輕質(zhì)碳酸鈣的粉體白度和添加 25 份時的色相，其中廠家 2、4 的碳酸鈣粉體白度最高，但其色相為明顯的灰色，而廠家 1、3 、5 的粉體白度 比廠家 2 、廠家4 的低，但其色相較好，說明碳酸鈣粉體的白度與碳酸鈣的底色并沒有直接關(guān)系。

HG／T 2226 —2000<<工業(yè)沉淀碳酸鈣>>中對優(yōu)等品的白度要求為≥90.0 度，而依據(jù)此要求并不能真正滿足白色 PV C —U 制品生產(chǎn)企業(yè)的要求，如表 2 中可見：5 個廠家輕質(zhì)碳酸鈣的粉體白度都滿足 H G／T 2226 —2000 中優(yōu)等品的要求，但廠家 2 、4 、5的碳酸鈣色相都不合格。碳酸鈣色相的顏色偏青 、偏灰或偏紅等都會直接影響白色 PVC 硬制品的外觀相應(yīng)地偏青、偏灰或偏紅。所以，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)監(jiān)控輕質(zhì)碳酸鈣的色相。

粉體表觀密度是指未壓縮下單位粉體體積的質(zhì)量。輕質(zhì)碳酸鈣粉體屬于多孑L性顆粒聚集體，其表觀密度反映了顆粒聚集狀態(tài)和孔隙狀態(tài)。碳酸鈣的加工性能往往與碳酸鈣的顆粒特性有一定關(guān)系，而與碳酸鈣顆粒特性直接有關(guān)的粒度分布、孔隙率、孔徑和孔徑分布、比表面積 、密度分布、顆粒形態(tài)等數(shù)據(jù)，對輕質(zhì)碳酸鈣的使用企業(yè)檢測有一定的困難，但與碳酸鈣顆粒間接特性有關(guān)的表觀密度，其檢測依據(jù)聚氯乙烯樹脂的表觀密度檢測方法，其檢測設(shè)備簡單、容易操作，PVC 硬制品生產(chǎn)企業(yè)可以比較容易檢測。

表 3 為 6 個廠家的非活性碳酸鈣的表觀密度值，其中廠家5 、6 的碳酸鈣為重鈣。從表 3 中看出：廠家 5 、6 生產(chǎn)的重鈣的表觀密度最高，遠遠高于其他幾個廠家；廠家 1、2 、3 的輕質(zhì)碳酸鈣的表觀密度相對比較接近，其中廠家 1 的表觀密度最小，接近于納米級碳酸鈣的表觀密度 0.28 g／cm3，說明其顆粒尺寸較小，比較均勻；而廠家4 的碳酸鈣的表觀密度明顯比廠家 1、2 、3 的輕質(zhì)碳酸鈣的表觀密度大，說明其碳酸鈣體積相對較小，有可能摻有一定數(shù)量的重質(zhì)碳酸鈣大粒子。

對于PVC 硬制品生產(chǎn)加工來說 ，碳酸鈣加入到 PVC 中增容 、降價，應(yīng)保證碳酸鈣的表觀 密度在 一定 的范 圍內(nèi)，可以減少顆粒聚集孔隙率 ，吸收助劑的能力強，加工性能好，對提高PVC硬制品的質(zhì)量有好處 。因此，PVC 硬 制 品生產(chǎn)企 業(yè)應(yīng) 該從 材料的加工性能、生產(chǎn)工藝與設(shè)備等方面考慮，確定適合企業(yè)的輕質(zhì)碳酸鈣表觀密度指標(biāo)控制范圍。

2.結(jié)論

通過對輕質(zhì)碳酸鈣的性能指標(biāo)檢測研究可以看出：碳酸鈣的沉降體積、色相和表觀密度可以簡單鑒別輕質(zhì)碳酸鈣與重質(zhì)碳酸鈣，影響各種助劑與其分散的程度及效果，影響到PVC硬質(zhì)品的加工性能和外觀顏色。