پلاستیک یک ماده پلیمری است که معمولاً با اعمال گرما و فشار قابلیت قالب گیری یا شکل دهی را دارد. این خاصیت الاستیسیته که اغلب در ترکیب با سایر خواص ویژه مانند چگالی کم، رسانایی الکتریکی کم، شفافیت و چقرمگی یافت میشود، به پلاستیک‌ها اجازه می‌دهد تا محصولات متنوعی تولید کنند. متداول‌ترین افزودنی‌های مورد استفاده در انواع مواد پلاستیکی عبارتند از: نرم‌کننده‌ها، بازدارنده‌های شعله، آنتی‌اکسیدان‌ها، حذف‌کننده‌های اسید، تثبیت‌کننده‌های نور و حرارت، روان‌کننده‌ها، رنگدانه‌ها، عوامل ضد الکتریسیته ساکن، ترکیبات لغزش و تثبیت‌کننده‌های حرارتی. در حالی که طیف وسیعی از مواد معدنی در پلاستیک استفاده می شود، تعداد انگشت شماری از مواد معدنی که بیشترین استفاده را در پلاستیک دارند: کربنات کلسیم، تالک، کائولن، ولاستونیت ، میکا میباشند افزودن تالک می تواند در مقاومت حرارتی بسیار موثرتر باشد.
می توان گفت که پرکننده های تالک باعث ایجاد تغییرات زیر در پلاستیک می شوند:
- افزایش تراکم
- افزایش مقادیر چاپ و خمش با ماژول E
- بهبود سختی و کیفیت سطح
- کاهش اثر حرارتی مقادیر مکانیکی
- کاهش هزینه.
تالک تغییرات زیر را در پلاستیک امکان پذیر می کند:
- سهولت استفاده از پلاستیک
- کوتاه شدن زمان چاپ و شکل دهی
- مقاومت در برابر حرارت بیشتر
- امکان برآورده شدن ابعاد،و کاهش فرورفتگی ها
- برطرف شدن مشکلات خزش
- بهبود خمش و ضربه بهتر
استفاده از پلاستیک های پر شده از تالک به سرعت در حال افزایش است. اگرچه برخی از پرکننده‌های ویژه نیز افزایش می‌یابند، اما همچنان کلسیت در 50 درصد پلاستیک‌های پر شده ترجیح داده میشود. بیشترین افزایش علاوه بر کلسیت در تالک مشاهده می شود، زیرا باعث چقرمگی و نرمی می شود. افزایش بی رویه قیمت نفت باعث گرانی مواد پلاستیکی نفتی می شود در نتیجه ارزانی فیلرها اهمیت بیشتری پیدا می کند. باتحقیقات و توسعه های جدید، انواع پرکننده ها درپلاستیک بررسی شده و راه‌حل‌هایی با نرخ پر شدن بالاتر جستجو میشود. هدف این تحقیقات ارزانی و کیفیت برتر با پرکننده ها و رزین های جدید می باشد. تالک خواص لغزندگی را برای بهبود ظاهر سطح بدون از بین بردن خواص مکانیکی افزایش می دهد. علاوه بر این، ویژگی‌های دفع آب ، آن را به یک خشک‌کننده مؤثر تبدیل می‌کند که توانایی آن را در کاهش هزینه‌های تولید اقلام پلاستیکی با پرکننده‌های با کارایی بالا بیشتر می‌کند.
رزین پلی استایرن (PS)
رزین پلی استایرن دارای کاستی هایی از جمله شکنندگی بالا و حساسیت به ترک خوردگی های محیطی است. پس از افزودن تالک، می تواند خواص رئولوژیکی را تنظیم کند، چقرمگی ضربه را بهبود بخشد، توان خمشی و استحکام کششی را افزایش دهد. به عنوان مثال: با افزودن 40 درصد پودر تالک فوق ریز مدول خمشی از 23800 کیلوگرم بر سانتی متر مربع به 58800 کیلوگرم بر سانتی متر مربع افزایش می یابد و استحکام کششی از 336 کیلوگرم بر سانتی متر مربع به 385 کیلوگرم بر سانتی متر مربع افزایش می یابد.
رزین پلی وینیل کلراید (PVC)
اندازه متوسط ذرات 5 میکرون یا تالک 2000 مش است. پس از افزودن به حجم 40-45٪، باعث استحکام بالاتر و مقاومت شکستگی میشود که اثر افزایش قابل توجهی بر روی سیستم PVC دارد. استحکام ضربه بدون شکاف 15 درصد وزنی است که می تواند به طور قابل توجهی مدول خمشی را افزایش دهد.
تاثیر پودر تالک بر خواص پلاستیک
- بهبود نرخ انقباض قالب گیری محصولات پلاستیکی با افزایش محتوای پودر تالک، سرعت انقباض پلاستیک های پلی پروپیلن را به تدریج کاهش می دهد. افزودن پودر تالک ویسکوزیته آن را افزایش می دهد و خواص خزشی آن را کاهش می دهد و در نتیجه بلورینگی پلاستیک را کاهش می دهد. پودر تالک به خودی خود انقباض ندارد، بنابراین انقباض کلی قالب گیری مواد را کاهش می دهد.
- سختی سطح و مقاومت در برابر خراش از الزامات برخی از محصولات پلاستیکی است. افزودن تالک به پلاستیک های پلی اتیلن و پلی پروپیلن می تواند به طور موثری سختی و مقاومت در برابر خراش محصولات را بهبود بخشد.
- افزودن تالک سفید با ساختار لایه لایه به هر نوع پلاستیک می تواند مدول خمشی آن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. این مهمترین ویژگی تالک است. پودر تالک در محدوده خاصی می تواند استحکام کششی را افزایش دهد. پس از افزودن تالک فعال به پلی پروپیلن، استحکام کششی مواد تغییر می کند. هنگامی که محتوای پودر تالک کمتر از 20٪ باشد، استحکام کششی مواد کمی افزیش می یابد. هنگامی که محتوای پودر تالک بالاتر از 20٪ باشد، با افزایش محتوی، استحکام کششی مواد به تدریج کاهش می یابد. دلیل اصلی افزایش بیشتر پودر تالک است که پلی پروپیلن را ضعیف می کند که ناشی از گرانش بین مولکولی میباشد.
- تالک بر مقاومت ضربه ای مواد پلاستیکی مشابه تاثیر تالک بر مقاومت کششی مواد پلاستیکی است. هنگامی که محتوای مواد افزودنی معدنی مختلف کمتر از 10٪ باشد، همه آنها در بهبود چقرمگی ضربه تأثیر دارند. وقتی محتوا بیشتر از 10٪ باشد، عملکرد تأثیر شروع به کاهش می کند.
- دمای تغییر شکل تالک تاثیر قابل توجهی بر دمای تغییر شکل حرارتی مواد پلاستیکی دارد و می تواند به طور موثر دمای تغییر شکل حرارتی پلاستیک های مختلف را افزایش دهد و در نتیجه مقاومت حرارتی پلاستیک ها را افزایش دهد.