降解塑料制品項(xiàng)目建議書(第二章 技術(shù)可行性分析)

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1、年產(chǎn)50000噸EPA降解塑料年產(chǎn)56000萬噸EPA降解塑料制品項(xiàng)目建議書建設(shè)單位：杭州揚(yáng)中科技有限公司項(xiàng)目類型：改建、擴(kuò)建公司法定代表人：豐二中聯(lián)系電話：13082823535項(xiàng)目聯(lián)系負(fù)責(zé)人：張勇軍聯(lián)系電話：13305793590項(xiàng)目策劃負(fù)責(zé)人：俞章全聯(lián)系電話：18358907312日期：二一四年六月十八日第二章 技術(shù)可行性分析1. 產(chǎn)品概況1.1品名：EPA1.2廠家(產(chǎn)地)：臺(tái)灣、寧波1.3牌號(hào)：臺(tái)塑1.4加工級(jí)別：吹塑、注塑、滴塑1.5特性：填充、耐熱、耐高溫、其他1.6邵氏硬度：A1.7是否環(huán)保：是1.8顏色：其他1.9用途：食品、薄膜、板材、電線電纜料、汽車儀表盤專用料產(chǎn)品信息材

2、質(zhì)：PE參考配比量：10%-50%等級(jí)：高級(jí)吹膜功能：抗菌,抗靜電,降解適合塑料品種：可與LLDPE、 LDPE、HDPE、PP、PE、PC等塑膠原料混合使用。顏色：白色應(yīng)用工藝：注塑有效成分含量：100%最佳熔融溫度：190-230比重：1.26熔點(diǎn)：1602. 詳細(xì)描述所謂塑料的降解是指因化學(xué)和(或)物理因素引起的構(gòu)成聚合物大分子鏈斷裂的過程。降解使聚合物分子量下降，聚合物材料的物性降低，直至聚合物材料喪失可使用性。這種現(xiàn)象被稱為聚合物材料的老化降解(或劣化降解)。聚合物曬露于氧、水、熱、光、射線、化學(xué)試劑、污染物質(zhì)(尤指工業(yè)廢氣)、機(jī)械力(風(fēng)、沙、雨、波、車輛交通等)、昆蟲等動(dòng)物以及微生

3、物等環(huán)境因素下的上述降解過程被稱為環(huán)境降解。而降解塑料是暴露于環(huán)境條件下，如在光、熱、水、氧、微生物、昆蟲等聯(lián)合作用下，可進(jìn)行降解的一類新型塑料。它的主要優(yōu)點(diǎn)是在失去作為塑料的利用價(jià)值而變成垃圾之后，不但不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，而且會(huì)提高大地的生物活性。目前已成為許多國家竟相開發(fā)的熱點(diǎn)，許多發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、德國等都先后制定了限用或禁用非降解塑料的法規(guī)，不少國家還制定了降解塑料的研究開發(fā)計(jì)劃和措施，因而使降解塑料在這些地區(qū)得到了迅速發(fā)展。本產(chǎn)品是以專利配方成份的選用、混合比例與混合溫度的調(diào)控,改善先前降解塑料產(chǎn)品強(qiáng)度不佳、無法長期使用、不可回收再制等缺點(diǎn)。所采用的原料有聚乙烯,特種碳酸鈣、生物

4、降解劑、界面改性劑等。將原料按一定的比例混合、加溫、鞣料、塑化、擠出制粒。本產(chǎn)品添加后塑料及塑膠制品在掩埋處理后短時(shí)間內(nèi)（45天-100天）的自然降解，塑料及塑膠制品在燃燒時(shí)毒氣體的排放量極低（臺(tái)灣航太技術(shù)研究院有毒氣體ABD測(cè)試檢驗(yàn)合格字號(hào)第098182A1號(hào)）。本專利（臺(tái)灣專利證書197714號(hào)）的產(chǎn)品不含淀粉，因此不會(huì)產(chǎn)生受潮、霉變、蟲蛀等一般降解塑料常見問題?？膳cLLDPE、LDPE、HDPE、PP、PE、PC、ABS、TPR等塑膠原料混合使用。2.1 產(chǎn)品摘要2.1.1【EPA環(huán)保塑料】主要成分：礦物質(zhì)（碳酸鈣）,蛋白質(zhì)，生物菌等36種物質(zhì)結(jié)合而成的新物料；2.1.2【EPA環(huán)保塑料

5、】外觀為白色與塑料原料混合使用制成的產(chǎn)品可達(dá)到環(huán)保，而且更有拉力，彈性，韌性，透氣性，抗靜電的效果；2.1.3【EPA環(huán)保塑料】常溫存放，受潮后以80烘干40-50分鐘后使用；2.1.4【EPA環(huán)保塑料】屬于一種可以在自然環(huán)境下自動(dòng)分解的塑料添加劑，依照客戶的不同需要，可以在不同時(shí)間達(dá)到自然生物分解；2.1.5本公司還可以供應(yīng)各種已經(jīng)添加了EPA的混料。添加比例在15%75%之間，視產(chǎn)品本身實(shí)際要求為添加比例標(biāo)準(zhǔn)。2.1.5.1關(guān)于生產(chǎn)：機(jī)械設(shè)備、工藝不需做任何更改；2.1.5.2關(guān)于環(huán)保：使用中無毒無公害，可重復(fù)使用，可回收，可降解；2.1.5.3關(guān)于價(jià)格：既環(huán)保，又不增加成本，甚至降低成本

6、；2.1.5.4關(guān)于社會(huì)：不含淀粉，因此不會(huì)產(chǎn)生受潮、霉變、蟲蛀等一般降解塑料常見問題。不以淀粉為降解原料，不會(huì)因影響糧食問題而被國家禁停；2.1.5.5關(guān)于質(zhì)量：其本質(zhì)還是傳統(tǒng)的高分子石化塑料，用其生產(chǎn)的成品使用中保持與現(xiàn)有塑料制品同等功能。2.1.6擁有專利：臺(tái)灣新型發(fā)明專利（臺(tái)灣專利證書197714號(hào)），并與中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、化學(xué)工程聯(lián)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（浙江大學(xué)）、臺(tái)灣大佳環(huán)保有限公司等合作單位組建“EPA降解塑料”實(shí)驗(yàn)室，確保公司生產(chǎn)的“降解塑料”及技術(shù)保持世界領(lǐng)先水平。2.2 EPA環(huán)保塑料特性2.2.1食品級(jí)安全（本產(chǎn)品有SGS認(rèn)證，并且可用于微波爐）；2.2.2燃燒不產(chǎn)

7、生毒煙以及酸性廢氣，燃燒后成粉狀。不會(huì)對(duì)人體有危害；2.2.3透氣性比普通塑料好，在制造雨衣，尿片及水果套網(wǎng)等用平時(shí)，不僅美觀，舒適，環(huán)保，還可以在價(jià)格上比同類產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力；2.2.4抗靜電性能好，適用制造電子產(chǎn)品包裝材料；2.2.5加工過程不會(huì)造成污染，無二次公害問題；2.2.6埋土45天開始分解，同時(shí)可依照客戶的要求增長或縮短降解時(shí)間。2.3 EPA環(huán)保塑料的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)2.3.1【EPA環(huán)保塑料】適用于目前傳統(tǒng)制造的各種塑料產(chǎn)品，各種傳統(tǒng)原料均可添加【EPA環(huán)保塑料】，可制造出環(huán)保塑料制品；2.3.2添加【EPA環(huán)保塑料】不會(huì)影響原有的生產(chǎn)機(jī)械和模具使用；2.3.3添加【EPA環(huán)保塑料】

8、所生產(chǎn)的制品會(huì)擁有原本制品的性質(zhì)。同時(shí)可依產(chǎn)品用途不同設(shè)定自然分解時(shí)間，抗靜電靜佳，符合食品級(jí)安全規(guī)范，添加30%EPA薄膜類制品，埋土90天降解75.1%（國塑檢【2007】C1434檢測(cè)報(bào)告、國塑檢【2008】C1159檢測(cè)報(bào)告）；2.3.4添加【EPA環(huán)保塑料】所生產(chǎn)的塑料制品經(jīng)使用后可如下處理；2.3.4.1可經(jīng)焚化處理。燃燒后不產(chǎn)生濃煙，燃燒后成粉末狀，不傷害焚燒爐。2.3.4.2掩埋可完全分解（0.5公分以下碎片）2.4 EPA塑料應(yīng)用EPA環(huán)保原料添加劑可與LLDPE、 LDPE、HDPE、PP、PE、PC、ABS、TPR等塑膠原料混合使用。尼龍塑料另外調(diào)配。2.4.1覆蓋膜：取

9、代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用塑膠（PE）膜，適用短期蔬果農(nóng)作物，并也適用于水果套袋；2.4.2保護(hù)膜：取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用塑膠（PE）膜，適用于保護(hù)農(nóng)作物蟲害，風(fēng)害等；2.4.3彎苗杯：取代傳統(tǒng)塑膠育苗杯，免除苗種搬運(yùn)之困擾與傷害；2.4.4發(fā)泡水果網(wǎng)套：取代傳統(tǒng)塑膠（PE）水果網(wǎng)套，適用于包裝高價(jià)值水果，防止搬運(yùn)中碰撞，并增加水果美感效果，優(yōu)良的透氣性可適用水果保持原有的鮮味；2.4.5容器與器具：醫(yī)療用、工業(yè)用之瓶罐等，及一次性拋棄型器具；2.4.6防靜電布：本產(chǎn)品具有防靜電之特性，適用于所有電器及電子器件、電腦主機(jī)板的包裝使用。例如發(fā)泡布、氣泡布、防靜電袋；2.4.7捆包袋：取代傳統(tǒng)塑膠（PP）捆包袋，填加E

10、PA原料拉伸強(qiáng)度及斷裂延伸展性更佳，并可自然分解且不會(huì)因不注意而割傷；2.4.8水果保鮮袋：使用于包裝蔬果，可延長蔬果保鮮時(shí)間。2.5一般消耗品使用2.5.1使用容器：可用于填裝一般食品糕餅內(nèi)、乳性或酸性飲料。例如鮮奶、果汁、茶類飲料等；2.5.2洗滌容器：可用于填裝液體產(chǎn)品。例如洗發(fā)精、沐浴乳、洗潔劑；2.5.3清潔袋：適用于一次性用途，使用完丟棄。例如包裝袋、購物袋、垃圾袋、載重承受與塑膠（PE）相同；2.5.4餐飲用品：取代傳統(tǒng)衛(wèi)生餐盤、便當(dāng)盒、飲料杯、吸管、湯匙；2.5.5家庭用品：衣架、清潔刷、手套、圍裙、餐桌布等；2.5.6文具用品：文件夾、檔案夾、書套、原子筆等；2.5.7休閑用

11、品：雨傘、雨衣取代塑膠（PE）雨傘、雨衣。高爾夫置球座取代傳統(tǒng)塑膠和木材制品。2.6混合使用2.6.1 EPA保塑料添加劑可與LLDPE、 LDPE、HDPE、PP、PE、PC、ABS、TPR塑膠原料混合使用（二次料也可混合使用）；2.6.2 ABS射出成型產(chǎn)品，例如電腦機(jī)殼、鼠標(biāo)、鍵盤、喇叭外殼等，產(chǎn)品韌性更佳；2.6.3輕便雨衣取代塑膠（PE）雨衣，填加本原料具有柔輕、透氣、輕薄的特性，穿著舒適優(yōu)于傳統(tǒng)的雨衣；2.6.4家庭用品：尿布、護(hù)理墊、填加EPA原料具有柔輕、透氣、防水、輕薄的特性；2.6.5防靜電防產(chǎn)衣：適用于電子無塵室、油氣室等對(duì)靜電敏感的工作區(qū)域，優(yōu)于傳統(tǒng)PVC產(chǎn)品，海棉保麗

12、龍，發(fā)泡制品更具有柔輕、透氣、輕薄的特性；2.6.6鞋材：適用于各種鞋類如運(yùn)動(dòng)鞋、休閑鞋、海灘鞋等大中底類，內(nèi)觀。2.7 EPA環(huán)保塑料反應(yīng)條件2.7.1最佳融熔溫度為190-2302.7.2縮水率：0.003-0.0042.7.3熔點(diǎn)：1602.7.4分解點(diǎn)：3002.7.5含水率：0.0042.7.6比重：1.262.7.7顆粒尺寸：3.5*4.0mm2.7.8 EPA環(huán)保塑料添加比例為15%75%（以實(shí)際制品的特性要求為準(zhǔn)）2.7.9 EPA環(huán)保塑料生產(chǎn)設(shè)備入料溫度第一段為220-230，第二段為200-210，第三段為190-200，PE、PP同條件。3. 項(xiàng)目的技術(shù)路線、工藝的合理性

13、和成熟性，關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性和效果論述原料組分：原料組分：礦物質(zhì)（碳酸鈣）,蛋白質(zhì)，生物菌等36種物質(zhì)、聚乙烯醇、聚已內(nèi)酯、各種助劑等3.1項(xiàng)目的技術(shù)線路造粒產(chǎn)品系列產(chǎn)品造粒、吹塑原料共混吹塑產(chǎn)品3.2工藝的合理性、成熟性在生物降解塑料的配方上，全部選用了可生物降解組份，使制品能在使用廢棄后218個(gè)月完全降解。碳酸鈣與PVA（聚乙烯醇）、聚已內(nèi)酯等均有很好的成膜性，且它們的結(jié)合使膜的強(qiáng)度相當(dāng)好，在加入補(bǔ)強(qiáng)度可達(dá)2036Mpa。本工藝已在工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備上（從混料機(jī)到造粒機(jī)到吹塑機(jī)）成功地進(jìn)行了生產(chǎn)，能連續(xù)穩(wěn)定地造粒機(jī)吹膜，也就是說本工藝從配方到工藝及設(shè)備選型一整套生產(chǎn)程序已基本定型，所以技術(shù)上是成

14、熟的，可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。3.3關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性及效果論述完全生物降解的國際產(chǎn)品方面已有四大品牌：美國的NOVON、意大利的MaterBi、英國的BIOPOT和日本的BIONOLE，而從產(chǎn)品的力學(xué)性能、降解性能、生產(chǎn)工藝及規(guī)模等因素考慮，真正形成國際化生產(chǎn)的只有意大利的MaterBi。而MaterBi的不足之處是其不能在050以外，相對(duì)深度在3080%以外的低溫、高溫及高溫的環(huán)境中使用，同時(shí)MaterBi產(chǎn)品的價(jià)格高達(dá)7000多美元/噸，因而上述國家的產(chǎn)品很難在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性表現(xiàn)在克服了世界著名的意大利MaterBi產(chǎn)品在耐候、耐濕及膜在高淀粉含量的情況下，干、濕強(qiáng)度不高

15、的缺點(diǎn)，使用了補(bǔ)強(qiáng)劑，濕強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)，使用了補(bǔ)強(qiáng)劑、濕強(qiáng)劑及耐寒劑以擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。本產(chǎn)品使用碳酸鈣添加劑，使其性能提高，加快了吹膜速度，提高了制品的產(chǎn)量。本產(chǎn)品是使用碳酸鈣添加劑，在造粒、吹塑過程中通過與聚已內(nèi)酯形成耐水性很好的材料?？傊?，通過以上關(guān)鍵技術(shù)，使碳酸鈣添加劑的膜在使用性能上客服了意大利MaterBi的缺點(diǎn)，更接近通用的聚乙烯包裝膜。EPA環(huán)保塑料項(xiàng)目“吹塑法”成膜生產(chǎn)工藝、成本、效率各項(xiàng)指標(biāo)顯示，我們的生產(chǎn)成本5000元/噸，大大低于國內(nèi)外同類產(chǎn)品價(jià)格。碳酸鈣作為無機(jī)填料應(yīng)用于塑料填充已有多年的歷史。過去碳酸鈣一般作為填料以降低成本為主要目的被廣泛使用，并收到較好效果。近

16、年來，隨著生產(chǎn)上廣泛的使用和大量的研究發(fā)現(xiàn)，填充大量的碳酸鈣也可做到不明顯降低制品的性能，甚至某些方面還會(huì)大幅度提高，如機(jī)械性能、熱性能等。3.3.1碳酸鈣的概述應(yīng)用于塑料中填料的碳酸鈣有重質(zhì)(簡(jiǎn)稱重鈣)和輕質(zhì)(簡(jiǎn)稱輕鈣)兩種。由于制備方法不同，輕鈣堆積體積大，顯得輕,實(shí)際上二者密度相差很少。l 輕質(zhì)碳酸鈣通常所說的輕質(zhì)碳酸鈣是指普通的符合國標(biāo)GB4794-84標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，輕鈣密度為2.42.7g/cm3，其長徑為512m，短徑為13m，平均粒徑為23m。工業(yè)上輕鈣生產(chǎn)方法占主導(dǎo)地位的是碳化法，即:CaCO3石灰石 CaO生灰石 H2O Ca(OH)2熟石灰 CO2 CaCO3輕鈣。l 重質(zhì)碳

17、酸鈣可由天然碳酸鈣礦物質(zhì)如方解石、大理石、白堊磨碎分級(jí)而成。現(xiàn)在塑料中使用的重質(zhì)碳酸鈣多用方解石作為原料。方解石的物理性能:密度2.602.75g/cm3，硬度(莫氏)3，溶解度(18)0.0013g/100g水，分解溫度900。重質(zhì)碳酸鈣過去稱之為單飛粉(200目)、雙飛粉(320目)、四飛粉(400目)以及方解石粉。目前尚無適用于塑料填充用的重鈣國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但企業(yè)各自有產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或控制指標(biāo)。金華市具有豐富的碳酸鈣資源，其中蘭溪市儲(chǔ)存量最大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前生產(chǎn)碳酸鈣的企業(yè)有多家，為了適應(yīng)塑料、造紙和涂料等行業(yè)對(duì)碳酸鈣市場(chǎng)需求，近幾年還引進(jìn)或自行開發(fā)了不少新設(shè)備、新生產(chǎn)線，生產(chǎn)微細(xì)級(jí)碳

18、酸鈣。在實(shí)際使用過程中，一般不直接把碳酸鈣添加到塑料中。為使碳酸鈣能均勻分散在塑料中,起到優(yōu)化性能的作用，先必須對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面活化處理。根據(jù)最終塑料制品的成型工藝和使用性能要求，選取一定粒徑的碳酸鈣，用偶聯(lián)劑、分散劑、潤滑劑等助劑先活化處理,再加入一定量的載體樹脂混合均勻后，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得碳酸鈣膜母粒。一般情況下,母粒中碳酸鈣含量為80wt%，各種助劑總含量為5wt%左右，載體樹脂為15wt%。3.3.2碳酸鈣的添加可大大降低塑料成本碳酸鈣儲(chǔ)量極其豐富，制備非常簡(jiǎn)單，所以價(jià)格非常便宜。如現(xiàn)在塑料填料中最多使用的幾種粒徑的碳酸鈣(特白重質(zhì)碳酸鈣白度95含鈣99)價(jià)格:(32540

19、0目120元)-(600目280元)-(800目320元)-(1250目650元)/噸。工廠交貨，經(jīng)過表面活化處理以后，價(jià)格也在2000元/噸左右。而塑料粒子(聚乙烯)相對(duì)來說，價(jià)格昂貴。以管材專用料來說，國內(nèi)、國外的聚乙烯(加碳黑)的價(jià)格都在9000元/噸以上。兩者之間價(jià)格相差很大，碳酸鈣在塑料中添加的越多，成本就降得越低。當(dāng)然碳酸鈣不能無限度的添加，考慮到塑料制成品的韌性，碳酸鈣的填充用量一般控制在50wt%以內(nèi)(碳酸鈣填料生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù))。對(duì)于塑料和鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)，塑料都是其主要的原料，大大地降低塑料成本無疑是極大地降低了生產(chǎn)成本，有益于利潤的提高。3.3.3碳酸鈣的改性作用重質(zhì)碳

20、酸鈣可增加塑料產(chǎn)品體積，降低成本，提高硬度和剛度，減小塑料制品的收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性；改進(jìn)塑料的加工性能、提高其耐熱性、改進(jìn)塑料的散光性、抗擦傷性、平滑度；同時(shí)對(duì)缺口抗沖擊強(qiáng)度的增韌效果及混煉過程中的粘流性等方面都具有明顯的效果。l 力學(xué)性能填充碳酸鈣后，由于碳酸鈣的硬度大，會(huì)提高塑料制品的硬度和剛度，力學(xué)性能增強(qiáng)。制品的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度得到改進(jìn)，并使塑料制品的彈性模量顯著提高，與玻璃鋼相比它的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗彎模量與玻璃鋼大致相同，熱變形溫度一般比玻璃鋼高，唯一不如玻璃鋼的是它的缺口沖擊強(qiáng)度較低，但這一缺點(diǎn)可通過添加少量短玻璃纖維而被克服。對(duì)于管材，填充碳酸鈣可提高它的幾項(xiàng)指標(biāo)，如

21、拉伸強(qiáng)度、鋼球壓痕強(qiáng)度、缺口抗沖擊強(qiáng)度、粘流性、耐熱性等；但同時(shí)會(huì)降低它的幾項(xiàng)韌性指標(biāo)，如斷裂延伸率、快速開裂、簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度等。 l 熱性能加入填充料后，由于碳酸鈣的熱穩(wěn)定性好，可使制品的熱膨脹系數(shù)、收縮率在各方面相同下降，而不象玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性那樣，在不同方面有不同的收縮率，加入填充料后可使制品的翹度、彎曲度變小，這是與纖維填充料相比最大的特點(diǎn)，制品的熱變形溫度隨著填充料的增加而增高。l 輻射性填充料對(duì)射線有一定的吸收能力，一般可吸收30%80%入射紫外線，防止塑料制品的老化。l 超細(xì)碳酸鈣的特殊改性作用碳酸鈣的粒度也可以做成多種，通過把0.11m粒徑的碳酸鈣稱之微細(xì)，而把0.10.02

22、m范圍內(nèi)的稱之為超細(xì)，把粒徑0.02m的稱之為超微細(xì)。塑料中填充超細(xì)級(jí)或更細(xì)的碳酸鈣，在改變制品性能方面有特殊效果。剛性和韌性是塑料制品兩個(gè)重要性能指標(biāo)，如何保證塑料制品同時(shí)具有良好的剛性和韌性，是長期以來材料科學(xué)研究的重要課題之一。為了提高塑料制品的韌性，一般采用添加橡膠或彈性體的方法，可以達(dá)到增韌改性的目的，但卻損害了材料寶貴的剛性性能，而且材料的加工性能和耐熱性能將會(huì)降低。20世紀(jì)90年代，人們通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在塑料中填充較大量的超細(xì)碳酸鈣粒子后，塑料不僅剛性不受損害，韌性也得到大幅度的提高，最大可提高23倍。改變了以往填充改性塑料必須以犧牲某種力學(xué)性能為代價(jià)、改性塑料的力學(xué)性能隨填

23、料填充量的增加而下降的狀況。過去對(duì)無機(jī)填料表面活化處理一般采用鋁酸酯、鈦酸酯、硅烷和酸式亞磷酸脂等偶聯(lián)劑，與載體樹脂、潤滑劑混合后,在熔融狀態(tài)下進(jìn)行表面活化處理。新的表面活化處理工藝除采用偶聯(lián)劑外，還根據(jù)最終塑料制品的成型工藝和使用性能要求，選擇添加一定量的增塑劑、增容劑和分散劑等，而且是常溫下在高攪機(jī)內(nèi)進(jìn)行冷包覆。3.3.4碳酸鈣對(duì)填充塑料性能的影響3.3.4.1對(duì)密度的影響重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣在真實(shí)密度上區(qū)別不明顯，前者為2.62.9g/cm3，后者為2.42.6 g/cm3，它們的主要區(qū)別主是要堆積密度差別顯著，工業(yè)上用沉降體積來區(qū)分重質(zhì)碳酸鈣和輕重質(zhì)碳酸鈣，即在無水乙醇中2.5mL/

24、g以上為輕質(zhì)碳酸鈣，而重質(zhì)碳酸鈣在1.21.9mL/g。堆積密度不同主要由于碳酸鈣粉體顆粒的晶形不同，輕質(zhì)碳酸鈣粒子為紡錘形（棗核形），具有一定的長徑比，而重質(zhì)碳酸鈣多呈破碎后的塊狀。這種顆粒形狀的差異導(dǎo)致在基體塑料中，碳酸鈣粒子是以大大小小凝聚體形式像海島一樣存在的，它們所占據(jù)的空間大小也不相同。從宏觀上看，填料的添加量相同時(shí)，不同的填料，重質(zhì)碳酸鈣或是輕質(zhì)碳酸鈣，甚至目數(shù)不同的重質(zhì)碳酸鈣，都會(huì)造成塑料制品長度、面積或制品個(gè)數(shù)的不同。下表輕質(zhì)碳酸鈣或不同目數(shù)的重質(zhì)碳酸鈣填充PVC芯層發(fā)泡管材的密度變化情況。輕質(zhì)碳酸鈣及不同目數(shù)重質(zhì)碳酸鈣填充PVC芯層發(fā)泡管材的密度填料種類輕質(zhì)碳酸鈣重質(zhì)碳酸鈣

25、1200目800目400目管材密度（g/cm3）0.961.051.071.12密度變化為基準(zhǔn)9%11%17%管材米重（kg/m）1.021.121.171.24米重變化為基準(zhǔn)10%15%22%也有一些科研單位和企業(yè)得出使用重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣對(duì)填充塑料制品的密度無明顯區(qū)別的結(jié)論，但不可否認(rèn)的是無論重質(zhì)碳酸鈣還是輕質(zhì)碳酸鈣都會(huì)使填充塑料的密度增大，特別是注塑成型的塑料制品。除單向拉伸的聚丙烯編織袋（布）用的扁絲和打包帶不因使用碳酸鈣而影響制品的長度外，人造革、薄膜、管材、型材、注塑制品等眾多塑料制品都將受到密度增大的影響，是否有必要使用填料，能否承受密度增大對(duì)塑料制品使用性能帶來的影響是擺在

26、包括碳酸鈣在內(nèi)所有非礦粉體材料面前的重大問題，解決好壞與否，是能否更大規(guī)模地推廣應(yīng)用非礦粉體材料的關(guān)鍵。最近一種以碳酸鈣為主要添加材料的改性聚丙烯塑料實(shí)現(xiàn)了填充量達(dá)40%以上時(shí)，其密度可達(dá)1.2 g/cm3以下的目標(biāo)，而且其力學(xué)性能、成型加工性能良好，可用于制作電視機(jī)等家電的殼體。由于密度增加的幅度小，在代替緩燃級(jí)HIPS制作電視機(jī)后殼時(shí)，平均可降低原材料成本30%，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，得到電視機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的高度重視和歡迎。下表列出這種非礦粉體填充的聚丙烯復(fù)合材料的性能。低密度高性價(jià)比家電殼體用非礦粉體/聚丙烯復(fù)合材料的性能熔體流動(dòng)速率g/10min8.78缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m2室溫19.5-2

27、36.0密度g/cm31.18水分含量%0.03熱變形溫度108拉伸強(qiáng)度MPa18尺寸收縮率%0.96斷裂伸長率%20阻燃等級(jí)HB彎曲強(qiáng)度MPa32邵氏硬度91這種高填充時(shí)仍然保持較低密度的改性技術(shù)并不是基于填料本身密度大小，于在基體塑料中填充顆粒的存在形態(tài)，換言之碳酸鈣顆粒與基體塑料之間肯定存在著適當(dāng)?shù)目障丁榱丝刂铺妓徕}高填充時(shí)填充塑料材料的密度，必須在粉體顆粒與基體塑料的界面上多做文章，這也正是目前一些大專院校和生產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)的課題。3.3.4.2對(duì)力學(xué)性能的影響眾多的研究結(jié)果表明，碳酸鈣的加入會(huì)使塑料材料的力學(xué)性能全面下降，但如果事先對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面處理或者采用先進(jìn)的界面改性技術(shù)，可

28、以減輕碳酸鈣對(duì)填充塑料力學(xué)性能的不良影響，甚至使某些性能比純基體塑料還要好。前面已提到HDPE和PP這兩種塑料都可以在碳酸鈣高填充時(shí)仍然具有很高的缺口沖擊強(qiáng)度。但同時(shí)研究結(jié)果也表明碳酸鈣的存在不會(huì)提高塑料基材的拉伸強(qiáng)度和彎曲模量（剛性），最好的情況是使其不利影響盡可能減小。3.3.4.3對(duì)熱性能的影響在塑料成型過程中，加熱或冷卻速度以及加熱熱量多少直接影響著生產(chǎn)成本高低和能耗大小。由于碳酸鈣的導(dǎo)熱系數(shù)比基體塑料大十幾倍，而二者體積比熱容相差不多，雖然從室溫加熱到成型加工溫度填充塑料所需總熱量要多一些，但由于填充塑料的導(dǎo)熱系數(shù)因碳酸鈣的存在比純基體塑料有所提高，因此有利于縮短成型加工周期從而提高

29、工作效率。實(shí)驗(yàn)表明加有25%碳酸鈣的PVC片材，在加工時(shí)片材中心達(dá)到200所需時(shí)間為3.5秒，而純PVC片材則需要10.8秒，同樣由于冷卻速度快，也有利于縮短注塑制品的生產(chǎn)周期。3.3.4.4對(duì)光學(xué)性能的影響很多企業(yè)都關(guān)心添加碳酸鈣后填充塑料的透明度。是否透明取決于粉體填料的折射率與塑料基體的折射率之間的差別。通用塑料的折射率為1.55左右，而碳酸鈣的折射率與基體塑料的折射率有一些差別，如方解石的兩個(gè)折射率分別為1.658和1.486，使之填充塑料的透明性受到明顯的影響。幾種非礦填料填充聚乙烯薄膜的透光性見下表。幾種非礦填料對(duì)LDPE薄膜透光性的影響薄膜種類純LDPE薄膜填充PE薄膜云母高嶺土

30、滑石碳酸鈣透過率%直射光93.893.389.08582散射光20.364.756.450.140.4注：各種非礦填料的添加量都是10%。和具有極強(qiáng)遮蓋力的鈦白粉、鉛白（氧化鉛）、鋅白（氧化鋅）（折射率分別為2.52、2.01和1.79）不同，碳酸鈣的遮蓋力很弱，因此白度再高的碳酸鈣也不能作為顏料使用，但可以使填充塑料制品表面對(duì)光線的反射率降低，可以作為消光材料使用。3.3.4.5對(duì)燃燒性能的影響通常認(rèn)為碳酸鈣是不燃非金屬礦物，在制作阻燃塑料時(shí)，加入碳酸鈣會(huì)有利于阻燃。事實(shí)上，碳酸鈣的存在的確減少可燃物基體塑料的數(shù)量，甚至在碳酸鈣填充量大時(shí)，填充塑料成為“低熱值”材料，但更為不利的方面卻是大量

31、碳酸鈣顆粒的存在等于分割了聚乙烯等基體塑料，加快了外來熱傳導(dǎo)到材料內(nèi)部的速度，使其高分子材料迅速達(dá)到分解點(diǎn)和著火點(diǎn)，同時(shí)由于碳酸鈣顆粒在高溫下不能形成基體塑料的保護(hù)層，不僅不能隔絕空氣，而且還大大增加了基體塑料與空氣的接觸面積，更有利于基體塑料的充分燃燒。實(shí)驗(yàn)表明，100g含有30%碳酸鈣和含1%焚燒熱氧降解劑的PE薄膜完全燃燒所需時(shí)間僅為4秒，而同樣重量純PE薄膜完全燃燒所需時(shí)間為12秒。3.3.4.6對(duì)塑料制品成型尺寸變化率的影響塑料制品在成型后的冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生收縮，無論是擠出、壓延還是注塑、吹塑成型都會(huì)存在這種現(xiàn)象，尤其是注塑成型制品如果對(duì)制品尺寸變化的規(guī)律掌握不好，就會(huì)出現(xiàn)翹曲、塌陷

32、等現(xiàn)象，影響制品的外觀。例如，ABS樹脂的成型收縮率僅為0.5%左右，依此設(shè)計(jì)制造的模具用于PP材料的注塑成型，由于純PP材料的成型收縮率為1.5%2.0%，大大高于ABS樹脂，因此同樣模具注塑出來的制品，由于材料不同，其外型有可能變化很大。碳酸鈣和其它非礦粉體材料加入會(huì)使填充塑料的成型尺寸變化率（收縮率）大大小于純基體塑料。實(shí)驗(yàn)表明，在聚丙烯塑料中加入30%40%的碳酸鈣或滑石粉，其注塑成型尺寸變化率可從純PP的2.0%下降至1.0%以下。這意味著如果用注塑ABS材料的模具換成注塑純PP材料，需要重新設(shè)計(jì)和制造模具，而如果用碳酸鈣40%的填充PP材料，仍然還可以使用原來的模具。4. 產(chǎn)品技術(shù)

33、性能水平與國內(nèi)外同類產(chǎn)品的比較意大利耗資1千萬英鎊（約合1.5億元人民幣）完成了MaterBi型完全生物降解塑料的研制工作，主要為淀粉/PVA型，我們研制的同類產(chǎn)品（EPA環(huán)保塑料）在產(chǎn)品性能上比較意大利MaterBi優(yōu)良，其主要表現(xiàn)為：生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單：全部使用國外設(shè)備。在生產(chǎn)員工的培訓(xùn)上，普通工人或初中畢業(yè)生，通過一個(gè)星期的培訓(xùn)就可以上機(jī)操作。生產(chǎn)效率高：?jiǎn)闻_(tái)設(shè)備如SKD65型每小時(shí)生產(chǎn)降解顆?？梢赃_(dá)到500kg左右，每天生產(chǎn)可達(dá)10噸以上。因此，生產(chǎn)成本大大低于同類產(chǎn)品。產(chǎn)品的其他性能與國外相比見下表： 與國外同類塑料制品的比較產(chǎn)品對(duì)比拉伸程度使用范圍國際市場(chǎng)價(jià)格國外同類產(chǎn)品12 Mpa不能

34、在050以外，相對(duì)溫度在3080%以內(nèi)的低溫，高溫及高溫環(huán)境中使用5.8113.28萬元/噸（$700$16000）我公司產(chǎn)品2036 Mpa接近普通聚乙烯膜使用范圍1.12.5萬元/噸注：國際市場(chǎng)價(jià)格，折合人民幣。產(chǎn)品力學(xué)性能與中國國家普遍塑料（FE）膜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比較： EPA環(huán)保塑料膜的力學(xué)性能與國家普遍聚乙烯膜標(biāo)準(zhǔn)的比較項(xiàng)目 指標(biāo)品種拉伸強(qiáng)度斷裂伸長直角撕裂強(qiáng)度包裝膜20 Mpa100 %30KN/m2地膜100 Mpa100 %30 KN/m2我公司產(chǎn)品2536Mpa400 %52 KN/m2降解性能：EPA環(huán)保塑料屬于新材料領(lǐng)域，檢測(cè)塑料的降解情況目前國際上主要采用二氧化碳釋放量的方法。第 18 頁 共 18 頁