中國粉體網 從產業(yè)體量來看,我國已經成為全球最大的塑料生產國和消費國,2019年全國塑料制品行業(yè)完成產量8184.17萬t,同比增長3.91%,比2017年的7515.5萬t增長了668.67萬t。2019年全國塑料總需求超過1億t,占全球近30%,15835家企業(yè)營收1 9077.48億元。
以一次性塑料制品為例,產品使用量大、回收利用率低,對土壤、海洋環(huán)境產生了嚴重污染,給生態(tài)環(huán)境帶來了難以消除的損害,同時更嚴重危害人類的身體健康,因此已經引起了國際社會的廣泛關注,治理塑料污染已經成為國際社會的普遍共識。近些年,我國在限制一次性塑料的使用方面也取得了一定的進展,2020年1月16日,國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關于進一步加強塑料污染治理的意見》引起了石化、塑料、物流以及日用商品銷售等多個行業(yè)的高度關注。
新形勢下塑料行業(yè)如何用好實用技術,以相對小的變動應對整個行業(yè)大的變局,以保證自身持續(xù)且良好的發(fā)展呢?舉例說明,可以簡單理解為用好礦物填料。為什么這樣說?
雖然,以礦物填料應用技術增強自身在行業(yè)變局中的生存能力,是不全面的,但這是多數企業(yè)力所能及的。我們可以從兩個視角來看,一是從塑料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的大角度看,增加綠色產品供給是國家和企業(yè)共同的選擇。推行綠色設計,提升塑料制品的安全性和回收利用性能,積極采用新型綠色環(huán)保功能材料,增加使用符合質量控制標準和用途管制要求的再生塑料,加強可循環(huán)、易回收、可降解替代材料和產品研發(fā),降低應用成本,有效增加綠色產品供給。
二是從礦物填料研發(fā)和應用的角度看,一則,如碳酸鈣等礦物填料和塑料制品搭配符合產品“綠色、低價、可循環(huán)、易回收”的要求。二則,碳酸鈣等礦填料長期在塑料領域應用,改性技術成熟,產品種類多且普適性強,生產的塑料制品質量有保障。三則,碳酸鈣等礦物填料在可降解塑料中適用,現(xiàn)在礦物粉體高值化發(fā)展問題已經受到關注,粉體填料的發(fā)展短期內就可以推動塑料行業(yè)向多元化和高值化發(fā)展等等。
從以上兩個不同角度看,塑料行業(yè)的發(fā)展都能在礦物填料這個關鍵點上重合,而掌握這個關鍵點上的“關鍵技術”企業(yè)很有可能會在變局中腳踏支撐點,持續(xù)發(fā)力,持續(xù)發(fā)展。
2021年6月29-30日,由中國粉體網主辦的“2021全國碳酸鈣產業(yè)高值化發(fā)展交流大會”在安徽池州隆重召開。會議圍繞“精細加工 高值應用”,開展產、學、研合作,共同推動行業(yè)發(fā)展。 會議期間,中國塑協(xié)改性塑料專委會常務副理事長徐同考教授作《碳酸鈣在塑料中的加工工藝介紹》專題報告,同20余位與會專家一起探索碳酸鈣高值化應用的新道路,為與會者講解塑料用碳酸鈣相關的實用技術,現(xiàn)場解答大家的疑惑,促進了此次大會成功舉辦。
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徐同考 中國塑協(xié)改性塑料專委會 常務副理事長
以下是由中國粉體網碳酸鈣會議期間專訪徐同考教授問答內容,其中有一些塑料用碳酸鈣改性技術和應用技巧,現(xiàn)與大家分享。
粉體網:徐教授,您是中國塑協(xié)改性塑料專委會常務副理事長,是塑料領域的專家,首先想請問您一下,塑料用填料的界定要求有哪些?碳酸鈣相較于滑石、硅灰石、云母等它的優(yōu)勢有哪些呢?
徐同考教授:首先礦物填料在塑料領域應用發(fā)展很快,因為它的特殊功能性好,受到人們的普遍重視。碳酸鈣能提高塑料硬度、沖擊強度,降低塑料收縮率,而且價格比較便宜,整體性價比高。
滑石粉是片狀結構,在塑料制品中發(fā)揮緩沖作用,吸收沖擊能量,再釋放;吞妓徕}的區(qū)別是,碳酸鈣硬度高,沖擊強度大;滑石粉用在塑料制品中,產品緩沖性能好,如汽車保險杠都用聚丙烯和滑石粉材料,物體產生撞擊滑石粉材料會吸收能量再釋放能量并且復原。其他的礦物中,硅灰石針狀結構,云母是更大的片狀結構,它們的結構影響性能和應用,像它們有絕緣性能。在工業(yè)中,這些礦物粉體,都得到廣泛關注和應用以及認可。
粉體網:徐教授,碳酸鈣也分輕鈣、重鈣、納米鈣,不同的碳酸鈣產品應用在塑料領域它有何不同之處?
徐同考教授:重鈣來源比較廣,加工就直接粉碎,研磨工藝上比較簡單,價格相對也比較便宜。作為填充材料和共存材料在聚丙烯、聚乙烯中用的都比較好,用量比較大。
輕鈣由于形貌上是雪花狀或不規(guī)則的片狀,能與塑料嵌在一起如,聚氯乙烯長期應用輕鈣,某些性能輕鈣比重鈣還具備優(yōu)勢。但是,輕鈣也有一些不足的地方,首先輕鈣雪花狀的形貌在擠出和剪切時結構容易被破壞。另外,輕鈣價格也比較高。最后,輕鈣生產有一定環(huán)保問題,如石灰石的煅燒、粉化、研磨,這些過程會受到能源、資源、環(huán)境等多方面的壓力和限制。前面這些問題,有時也導致納米鈣供應出現(xiàn)問題。此外,隨著近幾年濕法研磨重鈣發(fā)展,產品應用效果也是不錯。
納米鈣,是一個非常好的材料,也是稱為“工業(yè)味精”,其中納米碳酸鈣由于顆粒特別小,容易團聚,分散是非常難的問題,制約行業(yè)的發(fā)展,F(xiàn)在,國家、院校、企業(yè)多方都在投入力量研究它的分散問題。
粉體網:徐教授,碳酸鈣應用在塑料領域,對白度、粒徑等指標都有一些要求,這就會用到一些實用技術,碳酸鈣在塑料領域實用技術有哪些呢?
徐同考教授:以改性技術為例。要表面活化(改性),這個表面活化改性它是無機材料和有機材料相近性改造。無機和有機(材料),如果不表面改性,它是相對立的,活化改性以后把無機粉體表面加一層有機助劑,它兩個就相近。此時,再將無機材料和有機材料結合使用他們的相容性、流動性、延展性以及物理機械性能各方面的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。以吹膜為例,不改性的碳酸鈣加入,有很多非常小非常細的“小白點”也會出現(xiàn)氣泡,吹膜過程中粉比較容易脫落,改性是非常重要的。
粉體網:徐教授,大環(huán)保的趨勢之下,降解塑料成為現(xiàn)在行業(yè)研究的一些熱點,降解塑料和普通塑料對碳酸鈣的要求有何不同?
徐同考教授:首先,降解塑料要在一定的時間內完成降解,國家規(guī)定是180天,這其中有幾個問題。一是,降解塑料如果完全是生物材料也可以降解,但是目前相關生物材料資源很少。二是,符合要求的樹脂材料產能遠遠不夠,且樹脂價格也很高(2~3萬,甚至5萬元/噸)。三是,應用樹脂材料產品成型性不好,手感不舒服。
應用碳酸鈣、滑石粉等無機粉體生產降解塑料具備一些優(yōu)勢。一是,能降低成本價格,降至20~30%,這對市場和下游的客戶是一個福音。
碳酸鈣在降解塑料制品中應用,如薄膜、快餐盒等,產品的強度會提高,降解性能不會有影響。具體要求,在降解塑料中使用鈣粉和滑石粉要求1250目以上,最好2000~3000目左右,但是太細出現(xiàn)團聚問題也不可以使用。
粉體網:我們本次碳酸鈣會議的主題是“精細化加工、高值化應用”那您認為碳酸鈣在塑料領域的高值化發(fā)展方向有哪些呢?
徐同考教授:首先,碳酸鈣是一個相對低附加值的礦物,但是它是一種不可再生的自然資源、社會資源,我們要珍惜,要精細加工。例如,礦山設計和開采一定要綠色化,應用要功能化,環(huán)保加工要智能化。此外,節(jié)約資源,實現(xiàn)資源利用率最大化,如尾礦生產的產品,做塑料的,涂料的都可以用,千萬不要把好的資源用在低端的應用領域。
粉體網:非常感謝徐教授!