Apa saja faktor yang memengaruhi modifikasi pengisi plastik?

Secara umum, bentuk bahan pengisi, ukuran partikel, struktur permukaan, perlakuan permukaan, distribusi penumpukan bahan pengisi, kondisi proses dan peralatan memiliki dampak terhadap efek modifikasi plastik modifikasi yang diisi.

1. Bentuk pengisi

Bentuk pengisi secara umum dapat diklasifikasikan sebagai mikrosfer bulat, granular, kolumnar, serpihan, berserat, dan berongga. Bentuk pengisi memiliki pengaruh yang kuat terhadap efek modifikasi pengisian. Kecuali mikrosfer bulat dan berongga, semua bentuk pengisi lainnya menunjukkan anisotropi dan semakin besar rasio aspek pengisi anisotropik ini, semakin baik sifat mekanis dan termalnya.

Secara umum, bahan pengisi dengan rasio aspek besar, seperti berserat, berbentuk kolom, dan berbentuk serpihan, bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan mekanis bahan komposit dan karenanya terkadang disebut agen penguat, tetapi bahan pengisi ini dapat memengaruhi sifat pencetakan dan pemrosesan bahan yang dimodifikasi; bahan pengisi dengan rasio aspek kecil, seperti berbentuk bulat dan granular, dapat meningkatkan sifat pencetakan dan pemrosesan, tetapi dapat mengurangi kekuatan mekanis bahan.

Penggunaan pengisi multikomponen dapat mengatasi kekurangan di atas, seperti penambahan bubuk mika serpihan pada resin PVC, kekakuan meningkat sementara kekuatan impak menurun, kemudian penambahan tulangan CaCO3 di bawah 1μm, dapat mencegah penurunan kekuatan impak. Jika pengisi bubuk dan pengisi serat digunakan, sifat mekanis produk yang dimodifikasi dapat diseimbangkan, serat kaca ditambah pengisi bubuk mineral anorganik atau serat karbon ditambah aluminium hidroksida, dll., dapat menyeimbangkan kinerja bahan yang dimodifikasi.

Tambahkan 15% hingga 20% EPDM dan 15% hingga 25% CaCO3 dalam PP, bahan tersebut memiliki kekuatan benturan yang sangat baik dan tahan suhu rendah, dapat digunakan dalam pembuatan komponen penting otomotif.

Dengan menambahkan 25% hingga 35% serat asbes dan 15% hingga 35% CaCO3 ke resin PVC, bahan tersebut dapat digunakan untuk memproduksi produk ubin lantai asbes plastik.

2. Ukuran partikel pengisi

Ukuran partikel pengisi dapat dinyatakan dalam ukuran aktual (μm) atau dalam jumlah mata jaring saringan yang dilaluinya. Jumlah mata jaring mengacu pada jumlah lubang per inci persegi mata jaring saringan, yaitu 200 jika jumlah lubangnya 200. Hubungan antara mata jaring dan mikron (μm) adalah: Diameter saringan = 15400 μm/mata jaring saringan.

Ukuran partikel pengisi memiliki pengaruh besar terhadap kinerja komposit yang diisi. Secara umum, dalam rentang dosis tertentu, semakin kecil ukuran partikel pengisi, semakin besar luas permukaan spesifiknya, semakin besar penyerapan molekul polimer pada pengisi (karena luas kontak yang besar), semakin kuat resin terikat pada antarmuka pengisi, dan semakin besar peningkatan kekakuan, kekuatan tarik, kekuatan impak, stabilitas dimensi, dan tampilan material.

Khususnya untuk kekuatan tarik dan kekuatan impak, ketika ukuran partikel pengisi lebih besar, keduanya jatuh; ketika ukuran partikel kecil hingga nilai tertentu, keduanya naik, tetapi dengan peningkatan jumlah pengisian hingga nilai batas, yaitu mulai menurun; ukuran nilai batas, yaitu jumlah pengisian dan ukuran partikel tertinggi, semakin besar ukuran partikel, semakin tinggi nilai batasnya.

Semakin kecil ukuran partikel bahan pengisi, jika dapat didispersikan secara merata, maka semakin baik pula sifat mekanik bahan pengisi tersebut; tetapi semakin kecil ukuran partikel, semakin sulit untuk mencapai dispersi yang merata, memerlukan lebih banyak aditif dan peralatan pemrosesan yang lebih baik, dan semakin halus partikelnya maka semakin tinggi pula biaya pemrosesan yang diperlukan, sehingga kita harus memilih ukuran partikel pengisi yang tepat sesuai dengan kebutuhan penggunaan.

Tabel 2-10 menunjukkan sifat mekanis material dengan ukuran partikel kalsium karbonat yang berbeda, di bawah proses granulasi yang sama, dalam kualitas HDPE yang sama yang diisi dengan 25% (fraksi massa) kalsium karbonat.

Dari data spesifik pada Tabel 2-10 dapat dilihat bahwa bikarbonat 1250 mesh memberikan hasil terbaik, diikuti oleh 800 mesh. Dalam hal rasio kinerja material terhadap harga, bikarbonat 800 hingga 1250 mesh lebih tepat digunakan.

Jikaproduksi film plastik, ukuran partikel kalsium karbonat tidak boleh lebih besar dari 1250 mesh, partikel besar tidak hanya memengaruhi sifat mekanis film, film yang ditiup juga akan menyebabkan kesulitan. Untuk pengisi ultrafine, seperti material berskala nano, ukuran partikelnya bisa sekitar 10nm. Pengisi ultrafine menyediakan cara yang sangat efektif untuk memodifikasi material, yang dapat meningkatkan kekakuan dan ketangguhan material. Distribusi ukuran partikel pengisi memengaruhi distribusinya dalam sistem pengisian. Ketika distribusi ukuran partikel lebar, ia tidak terdistribusi secara merata dalam sistem pengisian, sehingga memengaruhi kinerja sistem pengisian.