Công thức hóa học bột tăng bóng cho sợi nhựa năm 2024
Phụ gia là loại chất được sử dụng thêm vào trong quá trình sản xuất, chế biến nhằm làm biến đổi tính chất lý hóa của sản phẩm. Chính vì vậy, tuy gọi là “phụ” mà tác dụng của nó lại rất lớn. Phụ gia giúp sản phẩm sản xuất ra đáp ứng được yêu cầu đặt hàng của khách hàng. Show
Chất phụ gia và chất độn nhựa là các hợp chất dùng để trộn vào nguyên liệu nhựa trong quá trình sản xuất, nhằm mục đích thay đổi một số tính chất của chúng. Trong khi chất phụ gia được tạo ra hoàn toàn chỉ để biến đổi nhựa, thêm vào chúng những tính chất mà ban đầu không hề có để đáp ứng phạm vi sử dụng rộng lớn hơn, thì chất độn (hay còn gọi là chất làm đầy- filler) được sử dụng với mục tiêu giảm bớt chi phí nguyên liệu. Chất độn nhựa là gì?Chất độn về cơ bản là những vật liệu có thể được pha trộn vào một vật liệu khác và tạo thành một hỗn hợp. Nếu bỏ qua yếu tố hiệu suất và khả năng xử lý của hỗn hợp sau cùng, thì bất cứ vật chất nào cũng có thể dung làm chất độn, miến sao chúng và vật liệu chính có thể hòa trộn tốt với nhau. Với mục tiêu quan trọng là giảm chi phí nguyên liệu, chất độn là một thị trường rộng lớn, với sản lượng hằng năm ở thời điểm hiện tại được ước tính vào khoảng 53 triệu tấn, được sản xuất bởi hơn 700 công ty trên toàn thế giới. Mặc dù chất độn có thể được dụng trong rất nhiều vật liệu, nhưng hai phân khúc lớn nhất của chúng chính là chất đàn hồi và chất dẻo. Với việc giá nhựa sẽ có xu hướng dài hạn là tăng lên một cách khó tránh khỏi khi lượng dầu và khí đốt dồi dào giảm đi, cộng với những thời điểm giá nhựa tăng đột biến do biến động của thị trường, thì chất độn khoáng có nguồn cung dồi dào và giá thành thấp hơn nhiều ngày càng trở nên hấp dẫn về mặt thương mại. Nhưng một điều mà rất nhiều đơn vị sản xuất sản phẩm nhựa quan tâm, đó là việc sử dụng chất độn liệu có làm giảm đi hiệu suất của nhựa?Trong quá khứ, việc sử dụng chất độn để pha trộn vào nguyên liệu nhựa từng bị xem là một mánh khóe của các nhà sản xuất. Bằng việc pha trộn một loại nguyên liệu rẻ tiền hơn vào nguyên liệu chính, họ có thể thu được những khoản lợi nhuận nhiều hơn, tạo cho mình những lợi thế cạnh tranh về giá thành. Việc sử dụng chất độn trước đây, gần như chắc chắn sẽ khiến cho hiệu suất và chất lượng của sản phẩm giảm đi đáng kể. Việc tìm ra được những công thức pha trộn chất độn lý tưởng để không làm giảm đi chất lượng, có thể được xem là một thành công lớn. Những công thức như vậy luôn được giữ bí mật. Chấp nhận lợi nhuận thấp hơn khi sử dụng 100% hạt nhựa nguyên sinh, nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng vượt trội, đã từng là niềm tự hào của nhiều doanh nghiệp, trong đó có cả công ty của chúng tôi. Hầu hết mọi người đều cho rằng, nhựa có chứa chất độn là loại hàng hóa rẻ tiền và chỉ nên sử dụng trong thị trường thứ cấp. Đặc trưng của chúng là bề mặt sản phẩm thiếu độ hoàn thiện, màu sắc mờ đục và dễ bị thủng, rách, … Nhưng với sự phát triển của khoa học vật liệu, những điều đó rất có thể đã không còn đúng. Các chất độn hiện đại ngày nay không còn làm giảm đi hiệu suất của nhựa quá nhiều, thậm chí còn có thể cải thiện sản phẩm, thêm vào nhựa các đặc tính độc đáo mà bản thân vật liệu nhựa không hề có. Với chất độn phổ biến hàng đầu là CaCO3 hay còn gọi là nhựa Taical, nhiều thử nghiệm đã chỉ ra rằng ở mức pha trộn 5% trong nhựa LDPE, độ bền và năng suất kéo ở cả hướng ngang và và hướng máy (TD và MD) đều được cải thiện. Còn ở mức 11% đến 20% CaCO3, độ bền kéo giảm đi nhưng không thấp hơn mức khi chưa được pha trộn, nhưng bù lại khả năng chống đâm thủng và độ bền xé lại tăng lên. Ở mức tỷ lệ pha trộn này, hỗn hợp nhựa và CaCO3 cũng tạo ra ít áp suất hơn lên các bộ phận của máy, khiến cho tốc độ của trục vít có thể tăng lên với cường độ dòng điện không đổi. Điều đó có nghĩa là sản lượng có thể tăng lên cao hơn so với bình thường. Khả năng chống kết khối cũng cải thiện hơn rất nhiều, giúp bạn có thể giảm bớt thêm chi phí dành cho loại phụ gia này. Độ nhám đặc trưng của bề mặt màng nhựa sử dụng chất độn CaCO3 đôi khi không hoàn toàn là khuyết điểm. Các bề mặt như vậy có thể cải thiện độ bám dính của mực in nên rất thích hợp cho việc in ấn. Thậm chí chúng ta còn có thể loại bỏ đi bước xử lý corona trong quy trình sản xuất với một hàm lượng chất độn phù hợp. Không thể phủ nhận, áp lực cạnh tranh về giá là nguyên nhân hàng đầu khiến các nhà sản xuất quan tâm đến chất độn. Nhưng có một sự thực là việc pha trộn nhựa bằng các chất độn ngày càng trở nên thú vị hơn. Nếu hiểu rõ được tính chất của chúng, chúng ta có thể tạo ra được nhiều công thức nguyên liệu vượt trội. Có lẽ vì vậy mà các nhà sản xuất ngày càng liều lĩnh hơn về mức độ pha trộn chất độn trong sản phẩm của mình. Nhiều nhà sản xuất trong nước đã sản xuất thành công túi nhựa chất lượng cao với hàm lượng chất độn lên tới 25%, một tỷ lệ chưa từng có trước đây đối với các ứng dụng màng thổi. Thậm chí một vài khách hàng am hiểu cũng đã bắt đầu chỉ định hàm lượng chất độn có trong sản phẩm mà họ đặt mua để giảm bớt giá thành. Quả thực chất độn ngành nhựa đang dần xóa bỏ đi những định kiến không tốt, không còn bị xem là một "từ ngữ xấu” trong ngành. Trong một tương lai gần, những công ty có truyền thống sử dụng 100% nguyên liệu là hạt nhựa nguyên sinh như chúng tôi, rất có thể cũng phải thay đổi quan điểm. Canxi cacbonat CaCO3 hay còn gọi là bột đáNhững tiêu chí để lựa chọn chất độn phù hợp cho nhựaVề lý thuyết, bất kỳ vật liệu nào có thể được biến đổi thành dạng hạt nhỏ đều có thể được sử dụng để làm chất độn cho nhựa. Ví dụ như chúng ta có thể lấy cát để làm chất độn, và kết quả cuối cùng là trong nhựa sẽ có lẫn các hạt cát. Khả năng kết hợp nhựa với các vật chất khác là vô tận, nhưng để cho việc pha trộn nguyên liệu thành công thì chất độn cần phải tan chảy và phân tán tốt trong hỗn hợp nhựa. Ở mức yêu cầu kỹ thuật cao hơn, chúng phải trơ về mặt hóa học, không chứa tạp chất kim loại để tránh làm biến chất nhựa, có độ cứng thấp để tránh làm mài mòn các thiết bị, và quan trọng nhất là giá thành phải rẻ và sẵn có để phù hợp cho mục đích thương mại. Không có loại nhựa nào hoàn hảo, và cũng không có chất độn nào là lý tưởng. Bản chất của việc sử dụng chất độn chính là sự thỏa hiệp giữa những đặc tính sẽ được cải thiện và những thứ sẽ bị mất đi. Để có được sự đánh đổi tốt nhất, những nhà sản xuất cần phải nắm vững các đặc tính của chất độn, và cái cách mà chúng sẽ tương tác với nhựa. Có một điều khá đặc biệt, là việc am hiểu các thành phần hóa học của chất độn sẽ không giúp ích gì nhiều cho việc sử dụng chúng. Bởi vì trong hầu hết các trường hợp, hóa chất không có tác dụng gì đối với nhựa. Những thứ thực sự cần quan tâm đối với chất độn là các thông số vật lý, bao gồm kích thước và hình dạng hạt, diện tích bề mặt của chúng.
Sự phân bố kích thước hạt là một thông số vật lý quan trọng của vật liệu dạng bột, được mô tả trong các báo cáo nghiên cứu với 3 chỉ số là D10, D50 và D90. Giá trị của chỉ số D10 hoặc DV (0,1) chỉ ra rằng 10% số hạt trong bột sẽ nhỏ hơn kích thước này. D90 hoặc DV (0,9) có nghĩa là 90% tổng số hạt nhỏ hơn kích thước này. Và D50 DV (0,5) có nghĩa là 50% tổng số hạt nhỏ hơn kích thước này. Giá trị kích thươc hạt thường được tính bằng micromet (μm). Lấy một ví dụ: nếu chỉ số D50 của một loại bột là 4 μm, thì 50% số hạt trong bột sẽ có kích thước nhỏ hơn 4 μm, cũng đồng nghĩa với việc sẽ có 50% hạt lớn hơn kích thước này. D50 được xem là giá trị trung bình, và khi nói về kích thước hạt, người ta thường chỉ nghĩ đến giá trị này. Chỉ số D50 cũng thường xuất hiện trên bảng dữ liệu sản phẩm được các nhà sản xuất công bố. Tuy nhiên các chỉ số hiếm khi được xuất hiện như D10 và D90, thể hiện kích thước của hạt lớn nhất và nhỏ nhất có trong vật liệu mới là những chỉ số thực sự quan trọng. Việc sử dụng chất độn có một nguyên tắc, là kích thước các hạt chất độn càng lớn thì càng xảy ra các vấn đề tồi tệ. Các hạt có kích thước lớn hơn 10micron sẽ bắt đầu ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng chống va đập và độ bền, độ dẻo của nhựa. Các hạt lớn và thô hơn cũng dẫn đến chất lượng bề mặt nhựa kém và độ bóng thấp. Trong hầu hết trường hợp, đây sẽ là một sản phẩm pha trộn thất bại, tuy nhiên cũng có một số ngoại lệ khi các nhà sản xuất màng nhựa cố tình trộn chất độn có kích thước hạt lớn, nhằm tạo ra bề mặt màng mờ và nhám một cách có chủ đích. Kích thước hạt nhỏ càng nhỏ thì độ phân tán trong hỗn hợp càng cao, bề mặt sản phẩm sẽ mịn và bóng. Các hạt có kích thước nhỏ hơn 100 nanomet (bằng 0,1 micromet) được gọi là hạt nano, có tác dụng phủ bóng và sửa chữa các khiếm khuyết trên bề mặt vật liệu. Tuy nhiên, trong thực tế, các hạt siêu mịn này có xu hướng dính lại với nhau thành các hạt lớn hơn, và lực hấp dẫn giữa các hạt mịn này cũng có thể làm tăng độ nhớt của hỗn hợp. Qua đó có thể thấy, giá trị kích thước hạt trung bình D50 không quyết định hoàn toàn năng suất của vật liệu độn, mà còn cần phải xem xét đến hai giá trị kích thước hạt còn lại. Một điều cần lưu ý nữa là giá trị kích thước hạt không phải là một hằng số đối với từng loại chất liệu, mà được quyết định bởi quy trình và công nghệ sản xuất.
Các hạt độn có thể có nhiều hình dạng nhưng để đơn giản ta có thể xếp chúng vào ba nhóm:
Hình dạng của chất độn và tỷ lệ khung hình là những thông số quan trọng, nhưng lại ít được thể hiện trong các tài liệu và bảng thông số kỹ thuật của chất độn. Điều này là do các phép đo cực kỳ khó thực hiện, và hình dạng hay tỷ lệ khung hình của hạt cũng thường bị ảnh hưởng đáng kể theo hướng giảm đi hoặc bị phá vỡ trong quá trình xử lý vật liệu. Điều này khiến cho các thông số trong bảng dữ liệu kỹ thuật của chất độn không trùng khớp với tỷ lệ khung hình của các hạt bên trong thành phẩm cuối cùng.
Bề mặt của hạt sẽ quyết định sự tương tác của chúng với những hạt khác, và với cả các phân tử polyme xung quanh. Diện tích càng lớn thì độ bám dính càng cao, giúp cải thiện độ bền kéo và độ bền uốn. Nguyên lý này cũng giống như trước khi dán những đồ vật lại với nhau, hay trước khi sơn phủ một thứ gì, người ta thường chà nhám chúng. Việc chà nhám sẽ tạo ra các vết lồi lõm và làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, nhờ đó mà cải thiện độ bám dính. Tuy nhiên, độ bám dính tốt cũng sẽ tạo ra kết tụ và nhiều độ nhớt hơn, khiến cho quá trình hỗn hợp nhựa chạy qua trục vít gặp phải những khó khăn nhất định. Ngoài những thông số kể trên, còn có rất nhiều yếu tố kết hợp sẽ quyết định việc sử dụng chất độn của bạn thành công hay thất bại. Làm việc với nhựa không hề đơn giản, những lỗi kỹ thuật khi sản xuất bao bì nhựa có thể xuất hiện với tần suất nhiều hơn khi có nhiều vật chất khác được thêm vào nhựa. Đối với một hỗn hợp nhựa, mọi hành vi dòng chảy, tính chất nhớt, sự đàn hồi và các đặc tính dòng chảy khi nóng chảy đều ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xử lý.Tuy nhiên, không cần phải quá lo lắng, cũng tương tự như khi bạn sử dụng hạt tạo màu cho nhựa, các nhà cung cấp chất độn cũng sẽ tư vấn đầy đủ cho bạn về chủng loại và tỷ lệ pha trộn phù hợp.hình dạng hạt của một số chất độn phổ biến Một số loại chất độn phổ biến trong ngành nhựa và bao bì nhựaCó 4 loại chất độn phổ biến nhất trong ngành nhựa nói chung và bao bì nhựa nói riêng, lần lượt là Canxi cacbonat, Talc, Natri sulfat và Bari sulfat. Canxi cacbonat có thế mạnh về giá, Talc có thế mạnh về khả năng gia cố, còn Natri sulfat và Bari sulfat có khả năng làm tăng độ trong suốt. Một số chất độn khác như Mica, Wollastonite, cao lanh và hạt thủy tinh thì ít được sử dụng hơn do hiệu quả về mặt kinh tế không cao. Chúng chủ yếu được sử dụng trong nhựa kỹ thuật và một số trường hợp đặc biệt.
|