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探討|聚烯烴透氣膜用碳酸鈣的9點要求
來源:非礦院 2020-05-08 15:23  點擊:
  中國粉體網訊  聚烯烴透氣膜是以碳酸鈣等無機填料作為致孔劑填充聚烯烴做成母粒,然后通過壓延或流延、吹塑方法制成薄膜,最后經單向或雙向拉伸形成可透氣的薄膜。它是一種高分子防水透氣材料,多應用在衛生巾、尿不濕以及防護服等產品中。隨著新型冠狀病毒在全球的蔓延,全球各地醫用物資需求較大,隨之透氣膜材料的需求不斷增長,進而刺激了透氣膜所用碳酸鈣需求的增長。
 
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1.聚烯烴透氣膜簡介
 
透氣機理
 
透氣膜上每平方厘米有1×107~1×108個微孔,其孔徑非常微細(約0.01~10μm),只能透過粒徑約為0.4nm的水蒸氣分子,而對于水滴或雨滴,因其粒徑過大而無法通過。換言之,人體散發的水蒸氣能有效地通過孔徑向外擴散,而水滴則無法向內滲透,從而達到防水透濕的效果。
 
致孔機理
 
在樹脂中加入無機填料(如碳酸鈣等),利用在拉伸過程中無機填料微粒(1~10μm)與正在定型的塑料膜基體結合處發生分離而形成微孔。
 
透氣膜母粒
 
該母粒是以聚烯烴樹脂為載體,透氣膜專用碳酸鈣為填料,并輔以功能助劑進行表面處理,經過共混、熔融、擠出、造粒而得。
 
透氣膜的生產工藝流程
 
透氣膜一般采用擠出平膜再拉伸的方法,工藝流程可分為制備片材、拉伸、定型三個部分。其生產工藝大致流程為:聚烯烴透氣膜專用料—擠出片材—冷卻—預熱—拉伸—熱定型—冷卻—切邊—卷取。
 
2.聚烯烴透氣膜用碳酸鈣的要求
 
透氣膜的性能要求包括:良好的機械強度,便于縱向橫向拉伸;優異的疏水性;比較均勻的孔隙率與透氣性;特殊的形態結構等。這就對所用碳酸鈣提出了具體要求。
 
(1)穩定的品質。這與跟礦石的加工方式有關。礦石在使用之前,建議每片礦石先做成分分析,如果條件具備,可對礦石做XRD分析,預測礦石的長期穩定性。
 
(2)優秀的加工性能,膜不斷裂。依據膜的厚度要求,進行二次、三次分級,篩分出大顆粒。
 
(3)可以做出穩定的膜度。依據膜的厚度,確定粉體粒徑分布范圍。碳酸鈣不能超過膜的厚度,若超過,會導致透氣膜在縱向橫向拉伸時出現破孔。
 
(4)適合高速生產。提高透氣量的關鍵之一就是使碳酸鈣顆粒能單個均一地分散在膜中,經拉伸后能保證膜的強度,并獲得較高的孔隙率。若鈣粉在膜中分散不良,流動性太差,會導致下游膜的破孔,降低生產效率。
 
(5)特殊的粒徑分布控制,配備合適的研磨、分級和活化設備。篩分出大顆粒,同時細粉含量也不易太高。
 
(6)出色的表面處理工藝。長期以來國內透氣膜專用碳酸鈣受制于國外的主要原因是:一方面包覆設備達不到,另一方面包覆的助劑達不到。對此國內企業近年來做了很多工作,據悉采用由東莞市五全機械有限公司研發的釘盤活化機,改性后的透氣膜用碳酸鈣的平均活化度高達99.8%。
 
(7)優秀的穩定性,低揮發性物質,選用合適的活化助劑。
 
(8)低水分含量(重鈣粉的低吸水性)。碳酸鈣含水量過高,易導致下游做流延膜時起水紋。更嚴重時熔融狀態下會導致團聚體增大,導致堵網、出料不均、穿孔等現象。
 
(9)較低的吸油量。一方面是吸油量低則團聚現象少,另一方面是吸油量低可避免造粒時加入過多的低分子助劑,因為透氣膜生產時每分鐘200米以上的牽引速度必須要有高的熔體強度和膜的拉伸強度,過多的助劑加入會降低熔體強度和膜的拉伸強度。
 
幾種透氣膜用碳酸鈣數據對比

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目前透氣膜用碳酸鈣還未有標準參考,依據實踐,透氣膜母粒專用碳酸鈣參數指標如下:
 
  • 物料類型:小方解石、大方解石、大理石
  • 白度≥94
  • 粉體細度指標跟膜厚度要求有關,具體可參考英格瓷Filmlink520或Filmlink525
  • D50=1.7μm,D98=8μm
  • D50=2.7μm,D98=14μm
  • 最大顆粒粒徑(D100)不能超過透氣膜膜材厚度
  • 粒徑分布相對窄較好
 
小結
 
目前國內提供透氣膜專用碳酸鈣的廠家有歐米亞、英格瓷、五全新材料公司等,隨著透氣膜需求的增長,未來會有更多碳酸鈣企業加大對這一應用領域的投入。



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