石膏应用技术问答:硫酸钙晶须的特性是什么?


发布时间:

2023-12-09

石膏应用技术问答:硫酸钙晶须的特性是什么?

硫酸钙晶须的特性是什么?
       答:硫酸钙晶须与其他短纤维相比,具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、易进行表面处理、与聚合物的亲和能力强、毒性低等优点,而且价格在晶须中最低,具有其他晶须无可比拟的性能价格比,应用范围非常广泛。
       硫酸钙晶须是以二水硫酸钙为原料所合成的半水、无水或死烧硫酸钙纤维状单晶体。但由于半水硫酸钙晶须的稳定性较差,一般情况下,如无特指,硫酸钙晶须系指无水或死烧硫酸钙晶须。硫酸钙晶须具有以下特性。
       (1)具有优良的性能
       硫酸钙晶须是一种分散良好、结构均匀、尺寸稳定的纤维状物质。硫酸钙晶须的主要性能如表11-4所示。

       相对于一般无机填料和玻璃纤维而言,硫酸钙晶须集无机填料与增强纤维二者优势于一身,体现出优良的综合性能。主要表现如下:
       ①增强和增韧作用。硫酸钙晶须机械强度大,因此它在材料破裂过程中能够有效抑制裂纹扩展,而且纤维状物质能够吸收冲击能量,从而起到缓冲作用。
       ②尺寸稳定性好。硫酸钙晶须应用于制品时,由于其粒径、长径比及添加工艺的影响,在制品中的取向无规则,故制品显示各向同性。所以,制品的纵向和横向收缩率差异较小,从而能够保证制品所需的尺寸和形状。
       ③提高制品的耐热温度,降低对设备的磨损。硫酸钙晶须熔点高(在1400℃以上),在900℃时仍能保持其原有的机械性能。如将其应用于制品则能显著提高树脂基材料制品的耐热温度。同时,由于硫酸钙晶须的硬度低,可降低对设备的磨损。
       (2)硫酸钙晶须无毒
硫酸钙晶须不会对人体健康造成危害,而玻璃纤维吸入肺中容易致癌。
       (3)价格优势
       制备硫酸钙晶须所用的原料主要是石膏,石膏是我国的优势矿产资源,储量居世界首位。采用石膏制备硫酸钙晶须,可为石膏矿产的深加工开辟新的途径。
硫酸钙晶须有什么优势?
       答:硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势,是针对一般无机填料纤维而言的。现在塑料、橡胶和许多化工制品,均采用填充料以降低成本或提高相关性能:采用有机或无机纤维基体起增强作用。其中无机填料主要有:硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等;增强纤维主要有:玻璃纤维碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
硫酸钙晶须集有机填料和增强纤维的优势于一身,应用于制品中,体现出优异的综合性能。主要有以下几个方面:
       (1)在薄壁制品中添加的优势
薄壁制品的形状和尺寸对添加纤维的尺寸有严格的要求,纤维的长度、直径和长径比,对薄壁制品的外观质量及薄壁制品注射流动性产生决定性的影响。长径比适中,长度和直径越小,对薄壁制品的质量影响就越小。硫酸钙晶须长度为510~200m,直径1~4m;而玻璃纤维为长纤维,即使短切纤维也以毫米做计量单位。对具体添加硫酸钙晶须和玻璃纤 维的制品,如聚四氟乙烯片材,从实测和感官都体现了添加硫酸钙晶须的精细,而添加玻璃纤维的制品在边、角地方有玻纤支出,显得粗糙。
       (2)尺寸稳定性好
       硫酸钙晶须添加到相关制品中,由于其尺寸、长径比及工艺的影响,其取向没有长纤维和短切纤维有规则,这在微观上改变制品的同时,而使得制品显示各向同性。长纤维及短切纤维在增强制品时,都是按近于同一方向(纵向)排列,这使纵向和横向性能产生差异。表现在制品尺寸上,纵向和横向收缩率的差异较大,从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。而硫酸钙晶须应用于制品中,纵向和横向收缩率差异较小,能保证制品尺寸和外形的精密度。短切纤维在PP和ABS中,对尺寸的稳定性有一定的提高,但和硫酸钙晶须相比较,还有一定的差距。具体见表11-5。

       (3)提高制品的表面光洁度。  
       在电子、电器和日用生活品中,制品的表面光洁度,是人们所要求的质量指标之一。由于硫酸钙晶须表现为纤维增强,虽长径比较大,但尺寸很小。在增强制品时不表现类似长纤维增强时所表现的粗糙、不平整、不光泽等现象。  
       (4)提高制品的耐热温度 
       硫酸钙晶须具有无机填料的热均匀性,熔点为1450℃,在900℃时,仍保持其原有的机械性能。将其加到制品中能显著地提高制品的耐热温度。ABS材料,基体热变形温度为84℃,硫酸钙晶须增强后的热变形温度为90℃;纯PP粉对PP母粒,可通过加入硫酸钙晶须增强,且将热变形温度从81.73℃提高到118.64℃。
       (5)减少对设备的磨损
       众所周知,利用玻璃纤维增强聚合物时,混合装置所受到的磨损相当严重,其主要原因为玻纤具有高度的表面硬度和刚度,而硫酸钙晶须不仅表面硬度比较低,更在于其细微的结构和具有良好的流动性。
       (6)增韧和增强
       硫酸钙晶须是一种短纤维,对制品有增强的性能。硫酸钙晶须添加到制品中时,采用不同规格的晶须和不同的添加工艺,能达到不同的增韧、增强效果、拉伸强度可达57.5Mpa;对增韧PP而言,其缺口冲击强度可达到162J/M。
       (7)降低磨损
       可替代石棉制,作无石棉的摩擦材料。
       (8)提高模具的充满程度
       在纤维增强压铸、浇铸成型时,添加硫酸钙晶须比添加其他纤维有较好的流动性,能充满整个模具,使制品尺寸更加精确,提高成材率。
       (9)提高介电性能
       添加硫酸钙晶须后可提高制品介电性能,从而可用于电子、电器及家电零部件。
       (10)提高熔融指数
       硫酸钙晶须在添加到聚四氟乙烯、聚氨酯、PP、ABS时其熔融指数和基体相当,并且可根据具体要求进行调节。
       (11)无毒
       硫酸钙晶须无毒,可用于食品的过滤。


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