Author Archives: Nuplex

Hầu hết các polyme thường bị oxy hóa, dẫn đến sự xuống cấp của các sản phẩm cuối cùng. Để tăng cường chất lượng sản phẩm cuối cùng, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa đã được đưa vào quy trình sản xuất nhựa. Trong bài viết này, hãy cùng khám phá cách hoạt động của chất mạnh mẽ này và tác động của nó đối với ngành nhựa của chúng ta.

Các sản phẩm nhựa tuy bền và dẻo nhưng luôn có nguy cơ bị phân hủy do tác động của một số lượng lớn các yếu tố môi trường (như oxy, tia UV, nhiệt độ cao,…) trong suốt vòng đời của chúng. Đó là lý do tại sao việc sử dụng phụ gia nhựa đóng vai trò không thể thiếu trong sản xuất nhựa, trong đó phụ gia nhựa chống oxy hóa có thể là cái tên quen thuộc nhất.

1. Chất chống oxy hóa và ứng dụng của nó trong ngành nhựa

Phụ gia nhựa chống oxy hóa thường được sử dụng để ngăn chặn các tác động tiêu cực của quá trình oxy hóa đối với các sản phẩm nhựa. Như chúng ta đã biết, quá trình oxy hóa là một hiện tượng phổ biến diễn ra khi các gốc tự do phản ứng với các phân tử của vật liệu, do đó kích hoạt một chuỗi phản ứng hóa học. Điều này cuối cùng dẫn đến sự xuống cấp của chính sản phẩm.

Trong ngành công nghiệp nhựa, quá trình oxy hóa thậm chí còn có hại hơn vì nó xảy ra trong cả hai giai đoạn của sản phẩm nhựa: đầu tiên trong quá trình sản xuất và sau đó trong suốt vòng đời của nó.

Trong giai đoạn đầu, hiện tượng này xảy ra khi oxy được đưa vào cấu trúc phân tử của polyme, dẫn đến các phản ứng dây chuyền hóa học và sự thay đổi vĩnh viễn bên trong nhựa, điển hình nhất là sự giảm khối lượng phân tử. Quá trình này tăng tốc độ trong quá trình tạo hình nhiệt (thổi màng, đúc phim, đúc thổi,…) và ép phun, dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như suy giảm tính chất cơ học của sản phẩm cuối cùng. Để giảm thiểu những tác động tiêu cực này, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa phải được thêm vào trong quá trình sản xuất và hoạt động như một chất ổn định quá trình để ngăn chặn quá trình oxy hóa làm biến đổi các thành phần nhựa.

Khi chuyển sang giai đoạn khác, cũng là giai đoạn dài hơn, các chất phụ gia chống oxy hóa nhựa được đưa vào để bảo vệ sản phẩm cuối khỏi các tác nhân có hại từ môi trường cũng như tăng cường độ bền của chúng trong suốt thời gian sử dụng. Bên cạnh đó, một số sản phẩm dễ bị oxy hóa hơn những sản phẩm khác, điều này có thể được giải thích chủ yếu là do nhựa của chúng. Khả năng chống oxy hóa của các loại nhựa khác nhau được minh họa trong bảng dưới đây:

Do hiện tượng tĩnh điện trên bề mặt nhựa gần đây đã xảy ra trên diện rộng, điều này làm dấy lên lo ngại về hỏa hoạn hoặc nổ các vật liệu dễ cháy, đe dọa đến tính mạng của người dùng cuối. Do đó, việc sử dụng phụ gia chống tĩnh điện cho nhựa đóng một vai trò quan trọng không chỉ trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa mà còn đảm bảo an toàn cho chúng ta.

Tĩnh điện là hiện tượng một lượng lớn điện tích được tích tụ trên bề mặt sản phẩm nhựa, sinh ra tia lửa điện. Trong các điều kiện cụ thể, chúng có thể gây cháy hoặc nổ, đặc biệt là đối với các thiết bị gia dụng tiếp xúc với các nguồn điện khác ở tần suất cao. Bên cạnh đó, sự tích tụ điện tích cũng thu hút bụi (trên bề mặt sản phẩm) hoặc làm tăng tốc độ phân hủy của nó, do đó rút ngắn vòng đời của sản phẩm. Tĩnh điện không chỉ diễn ra trong quá trình sử dụng của sản phẩm mà còn phát sinh trong quá trình sản xuất như ép phun, ép thổi,… dẫn đến tốc độ xử lý chậm hơn cũng như nguyên liệu bị nhiễm bẩn. Chính vì lẽ đó, chưa bao giờ việc sử dụng phụ gia chống tĩnh điện cho nhựa lại trở nên quan trọng đối với ngành nhựa nước ta.

1. Phụ gia chống tĩnh điện là gì?

Phụ gia chống tĩnh điện là những chất được thêm vào các sản phẩm nhựa nhằm loại bỏ sự tích tụ điện tích trên bề mặt của chúng. Về cơ bản, các chất này hoạt động bằng cách cân bằng số lượng electron giữa bề mặt nhựa và các vật liệu khác thông qua quá trình ion hóa của chúng. Chất chống tĩnh điện được cấu tạo bởi hai đầu – một đầu là chất hữu cơ kỵ nước và một đầu ưa nước. Khi được thêm vào nhựa, phần cuối kỵ nước sẽ di chuyển để phủ lên bề mặt sản phẩm nhựa. Sau đó, nó hút ẩm và thực hiện quá trình ion hóa, giúp cân bằng lượng điện tích trên bề mặt nhựa.

2. Các loại phụ gia chống tĩnh điện thông dụng cho nhựa

Dựa trên ứng dụng và thời gian sử dụng, chất chống tĩnh điện có thể được chia thành hai nhóm khác nhau: chất chống tĩnh điện bên ngoài và chất chống tĩnh điện bên trong.

Phụ gia chống tĩnh điện bên ngoài: Tên gọi “bên ngoài” xuất phát từ cách chúng được sử dụng. Phụ gia chống tĩnh điện bên ngoài cho nhựa được phủ lên bề mặt sản phẩm cuối bằng các kỹ thuật như phun hoặc nhúng. Mặc dù việc sử dụng loại phụ gia chống tĩnh điện này có vẻ dễ dàng và tiết kiệm thời gian nhưng nó sẽ không tồn tại lâu. Các chất phụ gia chống tĩnh điện bên ngoài hoạt động hiệu quả chỉ trong khoảng 6 tuần. Sau đó, lớp bảo vệ do chúng tạo ra sẽ bị mài mòn dần do tác động của các yếu tố cơ học khác. Do đó, việc sử dụng phụ gia chống tĩnh điện bên ngoài là tạm thời và phù hợp nhất cho các sản phẩm có vòng đời ngắn.
Phụ gia chống tĩnh điện bên trong: Không giống như đối tác của nó, phụ gia chống tĩnh điện bên trong được sử dụng trong quá trình sản xuất nhựa để ngăn chặn sự tích điện trên bề mặt polyme. Sau khi cho vào nhựa, phần cuối kỵ nước của chúng sẽ di chuyển lên bề mặt vật liệu và tạo thành lớp hút nước. Trong đó, quá trình ion hóa của chúng diễn ra để phóng điện tĩnh. Bằng cách này, các chất phụ gia chống tĩnh điện bên trong có tuổi thọ cao hơn và do đó, được hầu hết các nhà sản xuất nhựa ưa chuộng hơn.

Nhìn chung, bất kể chủng loại, ứng dụng hay cơ chế hoạt động, phụ gia chống tĩnh điện hiệu quả cho nhựa phải đảm bảo 3 tiêu chí chính sau:

Tính chất hút nước và hút ẩm – để đảm bảo chúng có thể tạo thành chất hút ẩm
Khả năng di chuyển về phía bề mặt của vật liệu – để tạo ra một lớp hút ẩm
Khả năng ion hóa trong nước – sự có mặt của ion giúp cân bằng số lượng electron giữa bề mặt polyme và bề mặt thiết bị hoặc vật liệu khác, do đó loại bỏ hiện tượng tích điện.

3. Phụ gia chống tĩnh điện mang lại lợi ích như thế nào cho ngành nhựa của chúng ta?

Nhờ những lợi ích của chúng, phụ gia chống tĩnh điện được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau.

Màng bao bì thực phẩm

Trong số các loại nhựa dẻo khác nhau, polyetylen (PE) là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất màng bao bì thực phẩm. Nhờ các đặc tính cơ học nổi bật của nó (độ bền kéo, không mùi, không vị và cấu trúc dạng sáp có màu trắng đục), polyetylen cũng được sử dụng trong sản xuất giấy bạc, bao bì, thùng chứa, chai lọ, cũng như ống dẫn nước uống. Vì nó có điện trở bề mặt khoảng 1015Ω, màng bao bì làm bằng nhựa PE rất dễ xảy ra hiện tượng tĩnh điện. Điều này không chỉ thu hút một lượng lớn bụi trên bề mặt phim mà còn dẫn đến sự kết dính của các lớp phim, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nội dung. Do đó, việc sử dụng chất chống tĩnh điện bên trong là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của màng bao bì.

Thiết bị gia dụng

Hãy tưởng tượng vỏ nhựa của máy hút chân không của bạn thiếu chất chống tĩnh điện, điều gì sẽ xảy ra? Trước hết, nó có thể rất bụi vì điện tích tích tụ trên bề mặt chân không sẽ thu hút các chất gây ô nhiễm trong không khí. Sự ma sát quá mức giữa vỏ và không khí hoặc các vật liệu khác dễ làm bề mặt nhựa xuống cấp. Hơn nữa, điện tích trên bề mặt của nó có thể phóng ra tia lửa điện, có thể dẫn đến cháy hoặc nổ các vật liệu dễ cháy. Điều này rất rủi ro vì hầu hết các gia đình hiện đại đều có nhiều hơn một thiết bị điện ở nhà. Như vậy, việc sử dụng phụ gia chống tĩnh điện cho nhựa có thể coi là tiêu chuẩn kỹ thuật không thể thiếu đối với các thiết bị gia dụng.

Chất độn nhựa ngày nay đã trở thành một phần không thể thiếu trong ngành nhựa. Canxi cacbonat, bột talc, bari sunfat, natri sunfat,… là những chất độn nhựa được biết đến nhiều nhất. Chúng được thêm vào nhựa do các chức năng khác nhau của nó như cắt giảm chi phí, cải thiện một số đặc tính của sản phẩm cuối.

Đối với nhiều người, có vẻ hơi ngạc nhiên khi sự thật là một số lượng lớn các sản phẩm nhựa có chứa chất độn nhựa được tiết lộ. Và nó là sự thật. Có tới 70% sản phẩm nhựa được làm từ chất độn hữu cơ hoặc vô cơ. Vậy, chất độn nhựa chính xác là gì và tại sao nó lại rất cần thiết mà nhiều sản phẩm nhựa sử dụng?

1. Chất độn nhựa là gì và tại sao nó được thêm vào các sản phẩm nhựa?

Chất độn nhựa là các hạt được thêm vào các sản phẩm nhựa nhằm mục đích cắt giảm chi phí sản xuất và cải thiện một số đặc tính cụ thể của sản phẩm cuối cùng. Do đó, chất độn nhựa có thể tăng cường độ bền kéo và độ dẻo dai, tăng khả năng chịu nhiệt và tăng chất lượng màu sắc cùng với độ trong của nhựa.

Trong tự nhiên, có hai nhóm chất độn nhựa:

Các chất độn vô cơ (còn được gọi là khoáng chất) như canxi cacbonat (đá vôi), magie silicat (talc), canxi sunfat (thạch cao), mica, canxi silicat, bari sulfat và cao lanh (đất sét Trung Quốc).
Các chất độn nhựa hữu cơ như bột vỏ cây, bột hạt, lông gà và vỏ trấu.

Dựa trên yêu cầu của sản phẩm cuối cùng, chất độn nhựa được sử dụng là khác nhau. Nói chung, các chất vô cơ phổ biến hơn trong sản xuất nhựa do thành phần hóa học đơn giản của chúng, giúp cho việc chế biến và trộn với các thành phần khác dễ dàng hơn và tốn ít thời gian hơn. Trong bài viết này, chúng tôi muốn thảo luận thêm về chất độn nhựa vô cơ, có liên quan trực tiếp đến ngành nhựa của chúng ta.

2. Top 4 chất độn nhựa phổ biến và ứng dụng của chúng

Nhựa là một trong những phân khúc tiêu thụ số lượng vật liệu độn lớn nhất. Trong số rất nhiều loại chất độn nhựa, dưới đây là 4 chất liệu phổ biến nhất được ứng dụng trong ngành nhựa.

Chất độn canxi cacbonat

Loại phụ kiện nhựa này chắc hẳn rất quen thuộc với tất cả các hãng nhựa. Như vậy, chất độn canxi cacbonat là một trong những chất độn nhựa phổ biến nhất. Trong tự nhiên, vật phẩm này là thành phần chính của vỏ động vật sống như vỏ trứng, vỏ sò và ngọc trai. Ngoài ra, nguồn canxi cacbonat được biết đến nhiều nhất là mỏ đá, quặng đá vôi hoặc đá cẩm thạch. Là chất độn nhựa, canxi cacbonat có thể làm giảm sức bền tổng thể nhưng nó làm tăng mô đun kéo và mật độ. Nó cũng cung cấp độ mờ và độ bóng bề mặt, cải thiện độ bền va đập và là chất hỗ trợ xử lý, giúp quá trình sản xuất hiệu quả hơn.

One of the most outstanding advantages of calcium carbonate filler is how it helps plastic firms reduce overall production cost. Compared to primary plastic, calcium carbonate is much more stable and reasonable as it is not affected by the fluctuation of oil and natural gas price. Besides, the vast availability of this material also gives it a leg up in the comparison with traditional plastic, as it is easily to be exploited and processed.

All things considered, calcium carbonate filler is widely applied in many resins such as polyolefin, polypropylene, polyethylene, bioplastic,…

Talc filler

Talc (scientific name is hydrated magnesium silicate) is the softest mineral on the market. Its chemical formula is Mg3Si4O10(OH)2. Initially, talc is mostly added to polypropylene to increase rigidity. However, the use of talc has improved significantly in the last decade. It is also used in polyethylene and polyamides. Thanks to this material, plastic products are more thermal resistant, stable, well in-shape and more durable. Also, talc is relatively reasonable compared to primary plastic. Besides, it is suitable for most traditional production processes such as bag blowing, injection moulding, extrusion moulding, compression moulding,…without any requirements of equipment or production technology.

Therefore, it is commonly mixed with polypropylene to replace many metal parts in automotive applications such as bumpers, interior plastic ductwork and fasciae. Also, this item is used in household appliances and engineered plastic hardware. Anti-block additive is also a popular application of talc in polyethylene films to make it easier to pull the two faces of a plastic bag apart.

Barium sulfate filler

Barium sulfate is an inorganic compound that is odorless and insoluble in water. It is commonly used as a plastic filler to increase the density of the polymer in vibrational mass damping applications. In polypropylene and polystyrene plastics, it is used as a filler in proportions up to 70%. It has an effect of increasing acid and alkali resistance and opacity. Such composites are also used as X-Ray shielding materials due to their enhanced radiopacity. Composites with high weight percentage (70-80%) of barium sulfate perform better than commonly used steel shields.

Sodium sulfate filler

Sodium sulfate (also known as sodium sulphate or sulfate of soda) is a type of inorganic compound with formula Na2SO4. This material is white, non-toxic, odorless, tasteless and highly soluble in water. One outstanding advantage of sodium sulfate is its transparency (more clear than calcium carbonate) and its reasonable price (cheaper than barium sulfate). Therefore, sodium sulfate is widely used as an effective plastic filler.

As such, sodium sulfate significantly improves the transparency and glossiness of plastic products. Also, it reinforces end-products mechanical properties with excellent dispersion, high tenacity and strong stability. Furthermore, the use of sodium sulfate as plastic filler is highly recommended thanks to its eco-friendly components, which barely pose any threats on our environment.

Some common applications of sodium sulfate as plastic filler include:

• LLDPE agricultura film, mulch film (5-30%)
• LLDPE stretch film (5-15%)
• HDPE translucent film (5-40%)
• LDPE transparent film (5-15%)

Chất độn nhựa chắc chắn là một trong những chất độn nhựa phổ biến nhất. Nhờ những đặc tính cơ học vượt trội, bột tan dẻo đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ép phun, ép đùn, thổi màng,… cũng như cung cấp các sản phẩm cuối cùng với nhiều ưu điểm.

Chất độn dẻo talc là một chất độn dẻo nổi tiếng. Không quá lời khi nói rằng ứng dụng của chất độn nhựa đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp nhựa vốn đã từng thừa nhận việc chỉ sử dụng nhựa nguyên sinh. Đặc biệt, sử dụng chất độn từ nhựa giúp các doanh nghiệp nhựa tiết kiệm được một khoản chi phí lớn về nguyên liệu đầu vào do hầu hết đều có giá thành tương đối thấp so với nhựa nguyên sinh. Vì vậy, chất độn nhựa là một giải pháp thay thế lý tưởng cho một phần nhựa nguyên sinh. Bên cạnh đó, việc chuyển đổi sang chất dẻo độn cũng giảm thiểu khả năng chịu tác động tiêu cực từ biến động thị trường cho các doanh nghiệp nhựa, tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp.

Trong số các loại chất độn khác nhau, talc có thể là một trong những loại được ưa chuộng nhất. Loại vật liệu này có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất đồng thời nâng cao nhiều đặc tính của sản phẩm cuối như khả năng chịu nhiệt, chống khối, độ bền,… từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp nhựa. Vậy bột độn dẻo được cấu tạo từ những gì? và nó được áp dụng như thế nào? Hãy cùng EuroPlas khám phá trong bài viết dưới đây.

1. Bột talc độn chất dẻo là gì?

Bột tan trong nhựa là sự kết hợp của bột tan, hạt nhựa và các phụ gia cần thiết như phụ gia phân tán, phụ gia liên kết, phụ gia hỗ trợ gia công,… Tùy theo yêu cầu của sản phẩm mà nhà sản xuất sẽ lựa chọn loại phụ gia cho phù hợp. Như vậy, bột talc gần như là yếu tố quan trọng quyết định tính chất cơ học của bột talc độn chất dẻo. Vậy vật liệu này có gì đặc biệt?

Bột talc là một khoáng chất biến chất được tạo thành từ ba thành phần chính: magie, silic và oxy. Trong tự nhiên, vật liệu này tồn tại với trữ lượng lớn dưới dạng đá xà phòng (một loại đá có hàm lượng talc cao) và trong đá trắng (ví dụ như Vành đai biến chất Franciscan ở Tây Hoa Kỳ, dãy núi Alps ở Tây Âu, một số khu vực nhất định của Khối Musgrave,… ) và địa hình biến chất xanh lam.

Một điều đặc biệt về chất liệu này là nó là một chất mềm màu trắng không mùi. Bên cạnh đó, nó cũng không có phản ứng hóa học khi được thoa trực tiếp lên da người, chưa kể đến khả năng hút dầu / độ ẩm / mùi. Vì vậy, bột talc là một thành phần không thể thiếu trong sản xuất mỹ phẩm (kem bôi da, thường được sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm và dược phẩm. Đặc tính này cũng mang lại cho chất độn nhựa talc mức độ an toàn cao, do đó nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều sản phẩm cuối tiếp xúc với thực phẩm chẳng hạn như màng bao bì thực phẩm, bì, đĩa dùng một lần,…

2. Các thuộc tính đặc biệt của Talc

Lý do tại sao vật liệu này được sử dụng rộng rãi như bột talc độn nhựa nằm ở các đặc tính nổi bật của nó:

Độ mềm cao: talc còn được gọi với một cái tên khác – “đá mềm” vì độ cứng của vật liệu này tương đối thấp so với các vật liệu khác. Ưu điểm này cho phép các sản phẩm nhựa có chứa talc dễ dàng in trên bề mặt, do đó, talc được ưu tiên hàng đầu trong nhiều lĩnh vực như điêu khắc, sản xuất đồ gia dụng,…

• Tính trơ: không giống như các chất khác có thể gây dị ứng cho con người khi tiếp xúc với da, bột talc khá an toàn, trở thành thành phần không thể thiếu trong sản xuất mỹ phẩm. Bên cạnh đó, đặc tính này cũng mang lại cho chất làm đầy talc một điểm cộng khi nó được trộn với các chất khác vì nó hầu như không ảnh hưởng đến tính chất của chúng.
• Hỗ trợ xử lý: Có vẻ hơi ngạc nhiên nhưng bột talc có thể hỗ trợ trong quá trình xử lý. Nhờ có độ cứng thấp, quá trình xử lý bột talc chất dẻo giảm thiểu đáng kể sự mài mòn trên thiết bị so với các vật liệu cứng hơn, đặc biệt là trong quá trình ép đùn.
• Khả năng chịu nhiệt: Hình dạng tấm kim loại của hạt Talc làm tăng khả năng chịu nhiệt cũng như giảm độ co ngót, do đó nó đặc biệt thích hợp cho các bề mặt bàn thí nghiệm, bồn rửa và mặt bàn. Ngoài ra, vật liệu này còn tăng cường độ cứng của các sản phẩm cuối như polypropylene, vinyl, polyethylene, nylon và polyester.

3. Các ứng dụng phổ biến của bột talc độn nhựa

Theo điều tra của Cơ quan địa chất Hoa Kỳ, khoảng 26% bột talc sản xuất ở Mỹ được sử dụng để sản xuất bột talc độn nhựa, khiến nó trở thành nơi đóng góp lớn nhất vào việc tiêu thụ bột talc. Con số đó một lần nữa cho thấy xu hướng sử dụng bột talc làm chất độn quan trọng ngày càng tăng.

Chất độn talc cung cấp các sản phẩm cuối cùng với các tính chất cơ học vượt trội khác nhau như khả năng chịu nhiệt, độ cứng, chống khối, giảm mài mòn và co ngót,… Đặc biệt, việc sử dụng chất độn talc không cần thay đổi thiết bị và công nghệ vì nó có thể dễ dàng đáp ứng tất cả yêu cầu của phương pháp công nghệ truyền thống. Một lý do khác khiến rễ đắp talc nở rộ là giá thành hợp lý so với nhựa nguyên sinh. Do đó, việc sử dụng bột talc ít nhiều giúp doanh nghiệp tiết kiệm được đáng kể chi phí nguyên vật liệu đầu vào, tạo lợi thế cho sản phẩm cuối cùng.

Nhờ những đặc tính cơ học vượt trội, chất độn talc được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Phim thổi

Bột tan trong chất dẻo là thành phần không thể thiếu của các loại màng bao bì như túi mua hàng, màng bao bì thực phẩm, hộp thực phẩm dùng một lần, túi đựng chất thải,… Màu trắng hoàn hảo, khả năng chịu nhiệt và độ bóng của nó đã tạo nên những sản phẩm cuối cùng đáp ứng hoàn hảo mọi yêu cầu kỹ thuật. Bên cạnh đó, các thành phần của nó cũng làm cho nó trở thành một lựa chọn an toàn cho người dùng cuối.

Sản phẩm ép đùn

Một ứng dụng phổ biến khác của bột talc độn nhựa chắc chắn là đùn với các sản phẩm khác nhau như ống, rèm, hợp chất trong, hàng rào, hồ sơ nội thất, ván và tấm. Việc sử dụng bột talc đã làm cho chúng cứng hơn, ổn định và bền hơn. Bên cạnh đó, sự mềm mại của vật liệu này cũng giúp hợp lý hóa quá trình thành phẩm cũng như giảm thiểu tác động tiêu cực đến thiết bị.

Sản phẩm ép phun

Các sản phẩm ép phun như thủy tinh, đĩa, bát, dao, thìa, thìa,… cũng sử dụng bột talc như một chất độn quan trọng giúp tăng cường độ cứng, khả năng chịu nhiệt và độ bền.

Raffia

Túi dệt, vải không dệt, màng đàn hồi, … là những ứng dụng phổ biến khác của chất độn talc. Nhờ sử dụng bột talc, các sản phẩm cuối cùng được gia cố với khả năng chịu nhiệt, độ cứng và độ bền tốt hơn.

Trong nhiều năm, con người vẫn đổ lỗi cho nhựa sử dụng một lần gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường. Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 26 tháng 10 trên tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường, tác động môi trường của nhựa sử dụng một lần đã bị phóng đại.

Bước sang năm 2021, nhận thức của mọi người về các vấn đề môi trường đã tăng lên đáng kể, do đó thúc đẩy người tiêu dùng giảm thiểu việc sử dụng các sản phẩm được coi là không xanh, một trong số đó là nhựa sử dụng một lần.

Tuy nhiên, Shelie Miller – Một kỹ sư môi trường của Đại học Michigan gần đây đã tiết lộ một cách tiếp cận khác về nhựa sử dụng một lần trong bài nghiên cứu của mình, trong đó nhấn mạnh năm quan niệm sai lầm phổ biến nhất của chúng ta về tác động môi trường của vật dụng này.

Shelie Miller – Phó Giáo sư tại Trường Môi trường và Bền vững kiêm Giám đốc Chương trình U-M về Môi trường cho biết mọi người có xu hướng tập trung vào tác động của bao bì hơn là tác động của sản phẩm.

# 1 Nhận thức sai: Bao bì ni lông là tác nhân chính gây ô nhiễm môi trường

Bất chấp nhiều nghi ngờ, một nghiên cứu của Đại học Michigan chỉ ra rằng “Hai phần ba lượng nhựa tiêu thụ ở Hoa Kỳ trong năm 2017 được sử dụng cho các mục đích khác (ngoài đóng gói) bao gồm xây dựng tòa nhà, điện tử, đồ nội thất, ô tô, đồ đạc trong nhà và các đồ tiêu dùng khác nhau Mỹ phẩm.” Điều đó có nghĩa là có một lượng lớn chất thải nhựa đến từ các nguồn khác chứ không phải từ bao bì nhựa.

Hạt nhựa được làm từ nhựa gốc PE là vật liệu thông dụng trong ngành nhựa. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng đáng kể của việc sử dụng nhựa masterbatch, các nhà sản xuất đã nỗ lực rất nhiều trong việc nghiên cứu và tạo ra các vật liệu tiên tiến hơn. LLDPE, LDPE, MDPE và HDPE là nhóm phụ của dòng sản phẩm tổng thể PE khổng lồ. Bài viết này nhằm mục đích tóm tắt và phân loại một số thông tin và kiến thức cơ bản về ba masterbatch này.

Định nghĩa của nhựa tổng hợp HDPE, MDPE, LDPE và LLDPE

HDPE (Polyethylene mật độ cao), LDPE (Polyethylene mật độ thấp), MDPE (Polyethylene mật độ trung bình) và LLDPE (Polyethylene mật độ thấp tuyến tính) là nhựa tổng thể bao gồm thành phần chính là PE – nhựa gốc Polyethylene. PE là một polyolefin, là một nhóm lớn trong thế giới polyme. Ngoài PE, các thành viên khác của nhóm polyolefin này có thể được liệt kê là polymethyl pentene, polypropylene và đồng trùng hợp polypropylene. Đặc điểm chung của nhóm này là tất cả các loại nhựa thuộc nó đều có trọng lượng riêng thấp hơn so với nước.

Sự khác biệt đáng kể giữa các loại hạt tổng hợp PE này về cơ bản đến từ cấu trúc tế bào của hợp chất, điều này ảnh hưởng đến cách các phân tử liên kết với nhau và độ chặt chẽ của vật liệu được hình thành.

Loại nhựa masterbatch ít được sử dụng nhất và ít được sử dụng nhất trong nhóm PE

LDPE là loại nhựa tổng hợp phổ biến nhất trong nhóm nhỏ của nhựa PE vì nó cực kỳ linh hoạt và phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau. Loại masterbatch này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp và xây dựng. Tuy nhiên, có một nhược điểm là LDPE này không bền và đặc như các loại nhựa khác cũng như dễ bị thủng và rách khi va chạm. Nhóm LDPE và LLDPE chiếm khoảng 35% tổng sản lượng polyolefin ở Tây Âu với hơn 22 triệu tấn hàng năm.

Trái ngược với LDPE, các miếng ghép chính MDPE là loại ít phổ biến nhất trong số tất cả bốn loại nhựa miếng ghép chính. Về các tính chất vật lý, nó có độ bền va đập và nứt ứng suất trung bình. Nhưng mặt khác, lô chính bằng nhựa MDPE hiển thị khả năng chống hóa chất tuyệt vời.

LLDPE masterbatch nhựa khác với LDPE ban đầu như thế nào?

LLDPE phổ biến vì có nhiều nhánh ngắn. Nó được coi là dạng pha trộn của LDPE, trong đó miếng ghép chính linh hoạt và mềm dẻo hơn, độ bền kéo cao hơn và phù hợp hơn khi kết hợp với các vật liệu khác. Tương tự như LDPE, LLDPE xuất hiện tự nhiên ở dạng hỗn hợp trong mờ hoặc trắng đục. Đặc tính nổi bật khiến LLDPE trở thành vật liệu hiện đại nhất trong số những vật liệu khác là khả năng chống oxy hóa, tia UV và các điều kiện môi trường tự nhiên khác. Nhờ cấu trúc của nó, LLDPE cũng đạt được độ dẻo dai và độ bền cao hơn các loại nhựa masterbatch khác. Nó có thể chịu được các tác động cao và thiệt hại do đâm thủng. Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất sản phẩm làm từ nhựa thích sử dụng LLDPE masterbatch trong các ứng dụng như thùng rác, sét và các sản phẩm trồng trọt.

Đáp ứng loại nhựa masterbatch cứng nhất trong gia đình hạt nhựa PE

Về độ dẻo dai, HDPE chắc chắn giành được vị trí đầu tiên trong tiêu chí này. Là loại nhựa masterbatch cứng nhất trong nhóm các loại nhựa PE có độ bền va đập và kháng hóa chất tốt. Những đặc điểm nổi bật này được hưởng lợi từ cấu trúc phân tử chặt chẽ của chính nhựa. Vì vậy, điểm làm mềm của nó là cao nhất, khoảng 125 – 135 độ Celcius. nó đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để phá vỡ các cấu trúc này. Hơn nữa, nhờ những đặc tính này, HDPE masterbatch được coi là giải pháp thay thế phù hợp nhất để làm lớp lót ngăn thứ cấp cho các bể chứa dầu, ao công nghiệp và lớp lót kênh nơi cần kháng hóa chất. Đây là loại nhựa masterbatch được sử dụng phổ biến nhất tại thị trường Hoa Kỳ. Đây cũng là chất thể hiện khả năng chống tia cực tím tốt nhất ngay cả khi không thêm chất phụ gia chống tia cực tím vào sản xuất masterbatch. HDPE masterbatch thường xuất hiện tự nhiên ở dạng hợp chất màu trắng sữa hoặc nửa trong mờ tùy thuộc vào mật độ phân tử.

Color masterbatch với các màu cơ bản là sản phẩm quen thuộc trong ngành sản xuất nhựa. Tuy nhiên, thời gian gần đây, nhu cầu thẩm mỹ của con người không chỉ dừng lại ở những gam màu cơ bản. Do đó, color masterbatch với những hiệu ứng và màu sắc đặc biệt xuất hiện để giải quyết những nhu cầu đa dạng này của người dùng. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn thông tin về một số màu hàng loạt với các hiệu ứng đặc biệt mà MTB có thể cung cấp.

Masterbatch màu huỳnh quang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bao bì và đồ chơi

Thuốc nhuộm huỳnh quang hoạt động ở dạng bột nở, không hòa tan như dạng bột màu khi trộn với nhựa nền. Masterbatch màu huỳnh quang có mức độ phản xạ ánh sáng rất cao và khả năng biến đổi tia UV thành màu nhìn thấy được. Do đó chúng sẽ làm cho thành phẩm có rất nhiều màu sắc. Chất màu huỳnh quang có sẵn trong nhựa gốc giúp nhựa phát ra huỳnh quang trên nhiều màu sắc khác nhau và đạt được độ ổn định nhiệt tuyệt vời. Nhược điểm của loại màu lô pha màu này là điện dung thấp, khả năng kháng trong dung môi kém, kém bền trong môi trường ánh sáng mạnh và phải sử dụng ở nồng độ cao mới có hiệu quả.

Masterbatch màu huỳnh quang thường được sản xuất bằng nhựa nền như LDPE, HDPE, PP, … Chúng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bao bì, đồ chơi và biển cảnh báo bằng phương pháp đùn, ép phun, đúc thổi và đúc cao su.

Masterbatch màu kim loại là sự kết hợp hoàn hảo cho các mục đích trang trí khác nhau

Chất tạo màu kim loại quan trọng nhất trong ngành công nghiệp sản xuất masterbatch màu là bột màu vảy nhôm. Kích thước của các vảy trong bột màu ảnh hưởng rất nhiều đến sự hiển thị màu sắc trên sản phẩm cuối cùng. Những vết bong tróc nhỏ sẽ làm giảm độ sáng của màu và làm cho sản phẩm trông tối hơn. Trong khi đó, các vảy màu lớn phản chiếu nhiều ánh sáng hơn, do đó sản phẩm cũng có nhiều ánh kim hơn.

Mặc dù nó có tác dụng kim loại đáng kể đối với màu chủ đạo, nhưng do sử dụng các mảnh nhôm lớn nên nó cũng sẽ có tác động tiêu cực đến một số tính chất vật lý của sản phẩm, loại chất tạo màu này thường chỉ ở nồng độ xấp xỉ 10%. Trong công nghiệp, để tạo màu cho sản phẩm nhựa, các nhà sản xuất sẽ kết hợp vảy nhôm với các chất màu hữu cơ khác để tạo ra nhiều lựa chọn màu kim loại.

Một lưu ý khi sử dụng vảy nhôm đó là nên phân tán chúng trong nhựa nền hoặc masterbatch màu dạng lỏng vì vảy nhôm khô có xu hướng dễ nổ. Ngoài ra, khi phân tán vảy nhôm hoặc bất kỳ sắc tố màu nào tạo ra hiệu ứng kim loại khác trên nhựa nền, nên giảm thiểu lực trượt để tránh phá vỡ cấu trúc của vảy hoặc làm biến dạng vảy dẫn đến giảm hiệu ứng màu sắc. Các ứng dụng phổ biến của lô màu ánh kim là thổi khuôn, ép màng, thổi màng và sản xuất hộp đựng mỹ phẩm.

Masterbatch màu xà cừ đã mang lại sự tinh tế cho các sản phẩm nhựa

Chất màu xà cừ bao gồm các mảnh bột màu tương tự như các bột màu vảy nhôm. Tuy nhiên, thay vì sử dụng vảy nhôm để có ánh kim loại, các nhà sản xuất sẽ sử dụng vảy mica mỏng phủ titan đioxit. Sự kết hợp này làm cho ánh sáng đi qua các màu lô bị phản xạ một phần và một phần bị hấp thụ. Nhiều mảnh bột màu phản ứng và hấp thụ ánh sáng cùng một lúc, làm cho bề mặt của nhựa màu có hiệu ứng xà cừ. Tương tự như cách sử dụng vẩy nhôm, khi trộn các mảnh xà cừ này vào nhựa, cần chú ý đến tốc độ trượt, điều chỉnh tốc độ phù hợp để không phá vỡ cấu trúc của vẩy.

Một số hiệu ứng đặc biệt khác trong hạt nhựa màu Masterbatch

Ngoài các loại bảng màu có hiệu ứng đặc biệt như đã nói ở trên, MTB hoàn toàn tự tin có thể nghiên cứu, sản xuất và cung cấp cho các bạn các loại bảng màu với nhiều hiệu ứng đặc biệt khác như ngọc trai, trong suốt, sáng cạnh, cẩm thạch, lấp lánh hiệu ứng, v.v … Không chỉ mang lại vẻ ngoài đặc biệt cho sản phẩm cuối cùng mà những chiếc masterbatch này còn củng cố sức mạnh vật lý, cải thiện độ bền, tối đa hóa độ cứng và nhiệt độ biến dạng của nhựa nền. Bên cạnh đó, sản phẩm của chúng tôi sở hữu những đặc điểm nổi bật như bề mặt nhẵn đẹp, hiệu ứng rõ nét, màu sắc nổi bật và tuổi thọ cao. Vì vậy, MTB color masterbatch phù hợp với nhiều mục đích từ làm hộp đa năng, hộp đựng thực phẩm, mỹ phẩm, vỏ bọc dây điện, vật liệu trang trí, nội thất cho đến nhiều loại vật dụng khác trong gia đình.

Masterbatch đã bao phủ phần lớn thế giới hiện đại của chúng ta. Thật dễ dàng để tìm thấy một thứ ngẫu nhiên xung quanh bạn được làm bằng masterbatch. Chúng ta đều biết rằng nhựa có những đặc điểm nổi bật hơn hẳn các vật liệu truyền thống khác như gỗ hay kính. Nhưng tại sao nhựa nguyên sinh lại được thay thế bằng masterbatch? Dưới đây là 10 lý do tại sao vật liệu này được coi là thậm chí còn cao cấp hơn so với nhựa thô!

Masterbatch là gì? Định nghĩa, chức năng và phân loại của vật liệu tiên tiến này

Masterbatch là hợp chất đậm đặc, thường xuất hiện ở dạng rắn như viên nhưng đôi khi chúng được tạo ra ở dạng dung dịch lỏng. Loại vật liệu này bao gồm nhựa nguyên sinh, hợp chất CaCO3 (hoặc các chất độn nhựa tương tự khác, đa số ở dạng bột), chất tạo màu cho nhựa và các chất phụ gia khác. Tất cả các thành phần này được đun nóng cho đến khi tan chảy để tạo thành một dung dịch đồng đều và duy nhất, sau đó dung dịch này được làm lạnh và cắt thành hình dạng hạt. Vật liệu này được coi như một loại phụ gia nhựa với 3 mục đích chính: giảm lượng nhựa nguyên sinh cần thiết, tạo màu và truyền đạt các đặc tính chức năng cho sản phẩm nhựa. Cũng dựa trên các chức năng này, masterbatch được chia thành 3 loại chính: chất độn canxi cacbonat, chất làm màu và chất phụ gia.

Masterbatch là giải pháp hoàn hảo để tạo ra các sản phẩm nhựa đầy màu sắc

Như đã nói ở trên, một trong những mục đích quan trọng nhất của việc sử dụng masterbatch là do lợi ích kinh tế mà nó mang lại cho các nhà sản xuất. Quay lại thời kỳ đầu của ngành nhựa, gần như tất cả các sản phẩm nhựa đều được làm bằng nhựa nguyên sinh, được sản xuất trực tiếp từ dầu mỏ và không chứa các thành phần khác. Tuy nhiên, do lượng xăng dầu trong tự nhiên giảm mạnh do khai thác quá mức, dẫn đến giá dầu thô liên tục tăng trong những năm gần đây. Bằng cách thay thế một phần nhựa nguyên sinh trong sản xuất các sản phẩm từ nhựa mà không ảnh hưởng đến các đặc tính ban đầu của nhựa nguyên chất, masterbatch được đánh giá cao như một giải pháp hiệu quả cho nhiều ứng dụng.

Dạng viên giúp cho việc lưu trữ và thao tác trên masterbatch thuận tiện hơn

So với bột màu, nếu các nhà sản xuất sử dụng color masterbatch làm chất tạo màu cho nhựa thì việc bảo quản chúng gần các hệ thống sản xuất sẽ dễ dàng hơn rất nhiều mà không gây ra không gian làm việc lộn xộn. Nhân viên làm việc trong các nhà máy này cũng có thể dễ dàng kiểm soát lượng nguyên liệu đã sử dụng và thao tác trong toàn bộ quá trình sản xuất, giảm thiểu nguy cơ sử dụng quá nhiều nguyên vật liệu cần thiết.

Sử dụng masterbatch sẽ thải ít bụi ra môi trường xung quanh hơn

Masterbatch, do cấu trúc dày đặc và nén chặt của từng viên rắn, ít gây ra bụi trong quá trình sản xuất, do đó giúp nhà sản xuất kiểm soát và loại bỏ các vấn đề ô nhiễm bên trong nhà máy. Trong khi đó, chất màu có thể phát tán vào không khí trong quá trình sản xuất, tình trạng này có nguy cơ gây ô nhiễm cho các dây chuyền sản xuất lân cận.

Không chỉ giữ cho không gian làm việc trong nhà máy sạch sẽ, loại bột màu không bụi này còn an toàn hơn và ít gây nguy hiểm cho sức khỏe người lao động và người tiêu dùng hơn so với bột màu truyền thống.

Các nhà sản xuất Masterbatch có thể dễ dàng kiểm soát sự xuất hiện của sản phẩm hơn

Masterbatch được cho là có thể tăng cường sự phân tán của chất tạo màu cho nhựa và phụ gia nhựa nói chung lên đến mức tối ưu. Nó mang lại sự nhất quán về màu sắc tốt hơn, do đó cho phép các nhà sản xuất dễ dàng kiểm soát và quản lý độ mờ và độ trong suốt của các sản phẩm cuối cùng. Lô chính có thể có những đặc tính nâng cao này so với bột màu bởi vì nó được thiết kế và chế tạo đặc biệt để phân tán tối ưu trong ma trận nhựa. Do đó, ít chất tạo màu cho nhựa trong quá trình chế biến, giúp người sản xuất thu được nhiều lợi nhuận hơn. Hơn nữa, các nhà sản xuất sản phẩm nhựa có thể giảm bớt các công việc của họ vì các nhiệm vụ nghiên cứu, thử nghiệm và sửa lỗi giờ đây đã được loại bỏ. Tại sao những điều này có thể xảy ra? Đó là bởi vì các nhà sản xuất masterbatch đã có trách nhiệm phát triển các sản phẩm đạt tiêu chuẩn về màu sắc, đặc tính và hình thức.

Masterbatch được ưa chuộng hơn vì nó cung cấp các sản phẩm cuối cùng với các đặc tính ưu việt

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, chúng ta không thể phủ nhận thực tế rằng masterbatch dường như có thể mang lại nhiều giá trị bổ sung khác nhau cho các sản phẩm cuối cùng so với nhựa nguyên sinh vì nó chứa các chất phụ gia chức năng cô đặc mang lại các đặc tính ưu việt như chống tia cực tím, chống chặn, chống cháy Chất chống oxy hóa, chất chống oxy hóa, độ sáng quang học, bề mặt mịn hơn, v.v. Nhờ có thêm chất properit này, chất lượng của sản phẩm cuối cùng được nâng cao trong khi giá thành giảm và hấp dẫn hơn đối với khách hàng.

Canxi cacbonat tổng thể được làm bằng canxi cacbonat, nhựa gốc và một số chất phụ gia nhựa. Bột canxi cacbonat (CaCO3) được sử dụng trong sản xuất canxi cacbonat chính có nguồn gốc tự nhiên. Nó tồn tại ở nhiều dạng như canxit, đá vôi, đá phấn, đá cẩm thạch hoặc aragonit, hoặc ở dạng tạp chất và khoáng chất như dolomit. Trong hàng ngàn năm, CaCO3 đã là một trong những khoáng chất hữu ích nhất cho con người, trong các lĩnh vực khác nhau. Và cho đến nay, một trong những ngành sử dụng CaCO3 nhiều nhất có lẽ là ngành công nghiệp sản xuất chất độn.

Canxi cacbonat chính là thành phần mang lại lợi nhuận cho nhà đầu tư

Sau nhựa thông, CaCO3 cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra masterbatch chất độn. Trong số các chất độn, canxi cacbonat masterbatch là loại được sử dụng phổ biến nhất, đặc biệt là ngành công nghiệp nhựa và cao su.

Đối với chất độn nhựa, chúng thường là những khoáng chất không hòa tan được thêm vào nhựa nguyên sinh để tăng thể tích cho nhựa. Chúng đóng nhiều vai trò trong việc sản xuất masterbatch, từ việc giảm chi phí sản xuất đến cải thiện các tính năng của sản phẩm như tăng độ bền và độ cứng. Tuy nhiên, cái gì cũng có 2 mặt. Khi sử dụng chất độn ở nồng độ cao vượt quá tỷ lệ lý tưởng, các tính chất vật lý quan trọng của sản phẩm như khả năng chống va đập sẽ bị thay đổi theo hướng bất lợi. Do đó, việc bổ sung CaCO3 làm chất độn cần có sự cân đối giữa chi phí và liều lượng so với các thành phần khác.

Từ bột cacbonat canxi đến sản xuất hạt chính canxi cacbonat

Để sản xuất canxi cacbonat masterbatch, các nhà sản xuất thường sử dụng bột CaCO3 từ các mỏ đá vôi. Ngược lại, tài nguyên đá vôi ở Việt Nam khá dồi dào. Có khoảng 125 mỏ đá vôi đã được tìm kiếm với trữ lượng ước tính khoảng 13 tỷ tấn, phân bố chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc và các tỉnh cực Nam.

Canxi cacbonat ở dạng bột được phân thành hai nhóm cơ bản:

• Canxi cacbonat xay (GCC): hợp chất được sản xuất từ ​​đá vôi tự nhiên trải qua quá trình nghiền, tách tạp chất và phân tách kích thước hạt tùy theo mục đích sử dụng khác nhau. Đây là loại chúng tôi sử dụng để sản xuất canxi cacbonat chính.
• Canxi cacbonat kết tủa (PCC): Đá vôi được nung để thu bột cacbonat canxi và CO2. Vôi sống trải qua quá trình hydrat hóa sẽ tạo ra canxi hydroxit, chất này sẽ phản ứng với CO2 và cuối cùng tạo thành canxi cacbonat kết tủa. Bột PCC đắt hơn so với bột GCC. Vì vậy, thay vì được áp dụng cho lĩnh vực tổng hợp chất làm đầy, loại canxi cacbonat này được sử dụng để sản xuất mỹ phẩm và thực phẩm.

Ứng dụng nổi bật của canxi cacbonat masterbatch trong ngành nhựa

Masterbatch được coi là nguyên liệu đầu vào có dạng hạt dùng cho các ngành công nghiệp khác. Masterbatch không chỉ giúp nhà sản xuất giảm chi phí sản xuất mà còn cải thiện độ cứng, bề mặt vật liệu và giảm độ co ngót của thành phẩm. Nhờ những ưu điểm này mà canxi cacbonat masterbatch có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất khác nhau.

Như chúng tôi đã đề cập ở trên, GCC được sử dụng để sản xuất lô chính phụ. Khi GCC được ứng dụng như một chất độn trong chất dẻo, nó phải trải qua một quá trình nấu chảy với chất nền nhựa để tạo ra các hạt được gọi là chất độn. Sau đó, chất độn CaCO3 được sử dụng để sản xuất màng mỏng / dày, màng nhựa bay hơi, màng chịu nhiệt,… Ngoài ra, chất độn nhựa còn tham gia vào quá trình sản xuất nhựa PE hoặc PP với vai trò ngăn chặn sự phân đoạn hoặc rung động . CaCO3 masterbatch cũng rất hữu ích để sản xuất các sản phẩm nhựa bằng kỹ thuật ép phun, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phụ tùng, thiết bị, sản phẩm gia dụng, v.v.

Chất độn canxi cacbonat là một trong những giải pháp sáng tạo nhất từng được phát triển trong ngành công nghiệp này. Chất độn canxi cacbonat không chỉ có chức năng nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa cuối cùng mà còn giúp nhà sản xuất nhựa giảm được nhiều chi phí sản xuất nhất có thể, từ đó thu được nhiều lợi nhuận hơn. Hãy để chúng tôi cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc về chất liệu nhựa đặc biệt này.

CaCO3 – thành phần chính của chất độn canxi cacbonat là gì?

CaCO3, tên IUPAC là canxi cacbonat, là một hợp chất hóa học thường thấy trong tự nhiên. Chúng tồn tại trong các chất cấu tạo của nhiều động vật sống (vỏ cứng của động vật biển như sò, ốc, ngọc trai hoặc vỏ trứng) cũng như các dạng địa chất. Nguồn CaCO3 phổ biến và được biết đến nhiều nhất là từ quặng đá vôi, một loại đá trầm tích thường được hình thành gần các thác nước hoặc suối. Đây cũng là nguồn chính cung cấp chất độn canxi cacbonat cho ngành nhựa. Ngoài ra, canxi cacbonat có thể được tìm thấy trong các khoáng chất và đá khác như phấn, đá cẩm thạch, đá vôi, otufa và travertine.

Chất độn canxi cacbonat đến từ đâu?

Hầu hết CaCO3 được sử dụng trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là chất độn canxi cacbonat dùng trong ngành nhựa được khai thác từ các mỏ đá (mỏ đá hoa) hoặc đá núi (quặng đá vôi). Hiểu được điều này, các chuyên gia của MTB đã nghiên cứu, tìm tòi cách khai thác nguồn đá vôi vốn rất được ưu chuộng của Việt Nam. MTB luôn chú trọng khai thác các mỏ đá vôi hàng nghìn năm tuổi với trữ lượng CaCO3 dồi dào, chất lượng, được các chuyên gia địa chất Pháp đánh giá cao nhằm tìm ra nguồn nguyên liệu tốt nhất, rẻ nhất làm nguyên liệu chính cho sản xuất masterbatch. Ngoài việc khai thác đá vôi trong tự nhiên, còn có một nguồn canxi cacbonat khác là sản phẩm nhân tạo được tạo ra từ phản ứng của CO2, nước và vôi sống (CaO).

Một số tính chất tiêu biểu của chất độn canxi cacbonat

Bột đá vôi trong tự nhiên không qua bất kỳ xử lý nào có màu từ trắng đục đến tro. Canxi cacbonat không mùi và có 3 dạng đa hình là canxit, aragonit và vaterit, trong đó canxit là dạng đa hình ổn định nhất. CaCO3 là hợp chất có tính kiềm, phản ứng mạnh với dung dịch axit sinh ra khí CO2. Dưới nhiệt độ cao, canxi cacbonat bị phân hủy thành canxi oxit (CaO), thường được gọi là vôi sống.

Các chuyên gia đã phân loại CaCO3 như thế nào để sản xuất chất độn canxi cacbonat?

Sau khi được khai thác và qua các công đoạn xử lý sơ bộ, người ta chia CaCO3 thành 2 loại: CaCO3 mịn (Ground canxi cacbonat – GCC) và CaCO3 kết tủa (canxi cacbonat kết tủa – PCC). Trên thị trường hiện nay, CaCO3 GCC mịn là chất độn quan trọng nhất đang được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là làm hợp chất phụ gia nhựa. Chất độn canxi cacbonat mịn được sản xuất bằng cách nghiền đá vôi thô thành các hạt nhỏ, hầu hết ở dạng bột, sau đó các hạt này sẽ được phân loại dựa trên kích thước của chúng.

Trong khi đó CaCO3 PCC kết tủa thường được sử dụng như một chất phụ gia để tăng cường chất độn cũng như điều chỉnh tác dụng của các vật liệu khác. Quy trình sản xuất CaCO3 này phức tạp hơn nhiều so với sản xuất CaCO3 mịn, bao gồm 3 bước chính trong đó trước hết phải nung nguyên liệu dưới nhiệt độ cao (1000oC), sau đó vôi tôi sẽ được thủy hóa thành vôi sữa. Cuối cùng, vôi sữa sẽ được cacbon hóa bằng cách cho CO2 đi qua và lọc kết hợp với quá trình sấy khô để tạo ra sản phẩm cuối cùng là CaCO3 kết tủa ở dạng khô.

Loại chất độn canxi cacbonat có thể mang lại những lợi ích gì cho các nhà sản xuất nhựa?

Vì nhà sản xuất masterbatch có thể thay đổi quy trình sản xuất để kiểm soát hình dạng và kích thước của kết tủa CaCO3, PCC cung cấp một loạt các hiệu ứng kỹ thuật tiên tiến hơn so với CaCO3 GCC mịn và các chất phụ gia đắt tiền khác. Về mặt hóa học, các thành phần của cả PCC và GCC gần như giống hệt nhau. PCC có độ tinh khiết cao hơn vì trong quá trình sản xuất chúng đã loại bỏ hàm lượng silica và chì. Sự khác biệt lớn nhất giữa hai dạng chất độn canxi cacbonat này nằm ở kích thước và hình dạng tinh thể dưới độ phóng đại cao. Nhìn chung, sự phân bố các hạt (ở dạng tinh thể) trong CaCO3 kết tủa hẹp hơn trong CaCO3 trơn, giúp chúng có khả năng hút dầu và chịu lực tốt hơn.

Nói chung, bột CaCO3 được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia nhựa trong sản xuất công nghiệp vì một số lý do:

• CaCO3 có độ trắng sáng tự nhiên nên các sản phẩm nhựa sử dụng chất độn CaCO3 sẽ đạt được độ trắng sáng cao mà không cần sử dụng chất tẩy trắng, chất làm trắng hay các loại phẩm màu khác. Điều này giúp tiết kiệm một khoản chi phí cho nhà sản xuất masterbatch
• CaCO3 là nguồn khoáng sản có trữ lượng dồi dào trong tự nhiên. Dễ khai thác và chế biến nên giá của chúng rất rẻ.
• Người sản xuất có thể sử dụng canxi cacbonat với số lượng lớn mà không lo tốn kém.
• Việc trộn chất độn canxi cacbonat vào nhựa nguyên sinh sẽ không làm thay đổi đặc tính của nhựa nguyên sinh nên việc sử dụng chúng để thay thế một phần nguyên liệu đầu vào trong sản xuất sản phẩm nhựa sẽ giúp người sản xuất tiết kiệm được nhiều chi phí.
• Bên cạnh đó, CaCO3 có khả năng chịu nhiệt tốt, cấu trúc đường cong và kích thước phù hợp với nhiều loại nhựa.
• Thân thiện với môi trường, có thể ngăn ngừa bay hơi và giảm nhiệt độ trong nhà máy
• CaCO3 giúp tăng độ cứng, bóng bề mặt sản phẩm, giúp nhà sản xuất cho ra đời những mẫu bao bì đẹp hơn, đa dạng về mẫu mã
• Có thể dùng chung với phụ gia nhựa và các chất tạo màu khác rất thoải mái

Các ứng dụng khác của chất độn canxi cacbonat trong các ngành công nghiệp khác

Có thể nói CaCO3 là một trong những hợp chất linh hoạt nhất trên trái đất. Ngày nay, chúng không chỉ được con người khai thác và sử dụng làm chất độn canxi cacbonat mà còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và sản xuất khác. Như nhiều người đã trả lời, ứng dụng truyền thống nhất của canxi cacbonat là dùng làm bảng đen.

Ứng dụng của CaCO3 trong sản xuất thủy tinh, gốm sứ và xây dựng

Ngoài là chất độn canxi cacbonat được nhà sản xuất nhựa sử dụng rộng rãi CaCO3 còn là chất phụ gia không thể thiếu trong ngành thủy tinh và gốm sứ. Chiếm 1/5 tổng lượng nguyên liệu (khoảng 20-25%) dùng để sản xuất thủy tinh, bột canxi cacbonat giúp các sản phẩm này đạt chất lượng tốt hơn, ổn định hơn trong điều kiện môi trường tự nhiên. Đồng thời, khi được thêm vào nguyên liệu trong quá trình sản xuất gốm sứ, chúng như một chất phụ gia giúp các quá trình này diễn ra nhanh chóng và trọn vẹn hơn.

Không chỉ sản xuất thủy tinh và gốm sứ, đá vôi với thành phần chính là CaCO3 còn là vật liệu phổ biến được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng. Từ đá vôi, người ta có thể tạo ra xi măng, bê tông, vật liệu trải vỉa hè và xây dựng các công trình kiến ​​trúc.

Ứng dụng của CaCO3 trong lĩnh vực nông nghiệp, y tế và môi trường

Một trong những ứng dụng thú vị của bột đá vôi mà không nhiều người biết đến ngoài việc làm chất độn canxi cacbonat, đó là chúng được sử dụng như một chất để kích thích sự hình thành và phát triển của một số loại gia cầm. CaCO3 được trộn vào thức ăn chăn nuôi và trở thành nguồn dinh dưỡng thiết yếu để xương và vỏ trứng gia cầm sinh trưởng và phát triển. Bên cạnh đó, CaCO3 còn là thành phần chính của một loại thuốc uống như thuốc bổ sung canxi cho người bị loãng xương và một loại thuốc có tên là antacid dùng để trung hòa acid trong dạ dày và được dùng để giảm chứng ợ chua, khó tiêu và khó chịu ở dạ dày.

Nhờ khả năng ổn định pH cho đất và nước, cũng như thân thiện với môi trường, CaCO3 cũng thường được dùng để pha chế phân bón, thuốc trừ sâu giúp cây trồng phát triển ổn định và khỏe mạnh. Đặc biệt, với khả năng trung hòa và khử độc cho các hợp chất độc hại khác, khí độc trong tự nhiên (như lưu huỳnh, axit, NH3, H2S, CO2, v.v.) và trong công nghiệp cũng như đời sống hàng ngày, bột cacbonat canxi cũng là thành phần không thể thiếu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xử lý môi trường và sản xuất chất tẩy rửa.