张彬

摘 要：当前阶段硬石膏在我国一般被用于调凝剂，在水泥制备上应用较为广泛，但是其在塑料领域的应用目前仍然没有涉及。硬石膏本身是石膏的一个类别，在分类上属于2型无水石膏，石膏材料当中主要的化学成分是硫酸钙，表面无色或者白色。在当前的石膏当中，硬石膏占比较低，仅为10%，但是很多工厂都将硬石膏作为废物加以抛弃，这不仅造成了环境的污染，还导致了资源的浪费，现阶段采矿的深度还在不断增加，同时社会的发展和建设也需要更多的石膏资源，如何对其进行合理利用就显得尤其重要，本文针对硬石膏在塑料管材当中的应用情况进行了简要分析。关键词：硬石膏粉体；PVC管材；应用现在我国的重钙、高岭土以及滑石粉等材料在塑料制备当中的工艺是较为成熟的，但是现阶段针对硬石膏粉体在PVC管材当中的应用则仍然还没有人涉及。本文首先简要分析了填料的作用和选择，之后探讨了其对于PVC线缆性能的影响进行了简要分析，进而将其成品和高岭土以及滑石粉进行对比，进而选择其最佳填充量，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。1 关于填料种类和管材性能之间的关系在相同添加剂含量之下，无机粉体以及石膏和重钙等材料对于材料整体性能的影响情况如表1所示。经过表1的我们不难看出，和其余几种材料相比，硬石膏的性能是非常出色的，无论是拉伸强度和断裂伸长率都非常优秀，拉伸强度已经达到了21.8MPa，裂变情况下的伸长率可以达到原来的2.2倍，尤其是其体积电阻率的优势更为突出。其原因是石膏本身硬度较高，在混合的过程中，石膏可以保持原有的结构，晶体和外部颗粒都不会发生变化，增强增韧作用非常明显。除此之外，硬石膏粉体当中的杂质含量非常低，所以可以大幅提高其电阻。从理论上来看，我们完全可以使用硬石膏粉替代其他填料应用到PVC管材当中。

2 关于硬石膏添加量的影响在随后的实验中我们针对石膏用量对电缆性能的影响进行了一些分析，总体上来说，硬石膏粉的填料使用量会对其拉伸强度和断裂伸长率以及电阻都会产生影响，趋势为先增加后减少，其各项指标最大值大约出现在硬石膏粉体填量为50份时。此时拉伸强度为21.8MPa，断裂伸长率已经高达222%，氧指数达到里34%。其原因是如果填充量较低，粉体颗粒具有较好的分散性，和基体结合是非常紧密的，在受力的时候，硬石膏粒子增强增韧作用是非常明显的。如果在材料当中的硬石膏粉使用量还在继续增加，在PVC材料当中的团聚越来越高，并直接将应力集中起来，在这种情况下，就会降低拉伸强度和断裂伸长率，但是在整个体积当中的电阻以及氧指数的下降则是较为平稳的，因为此时硬石膏粉体已经将内部热流和电流通道加以阻隔所以体积电阻率以及氧指数这两项内容已经达到了极限。表2中列出了硬石膏粉体用量为50份时PVC电缆料的各项性能，与GB/T8815-2002电线电缆用软聚氯乙烯塑料中70℃绝缘级软聚氯乙烯塑料（J-70）的力学性能进行对比可知，添加了硬石膏的PVC电缆料完全可达国标要求。 3 硬石膏对PVC电缆料流变性能的影响研究PVC电缆料的流变性能是为了更好的掌握PVC电缆料的加工工艺。在流变图中，最大扭矩即塑化峰的最高点对应的扭矩，又称塑化扭矩。塑化扭矩的产生是由于高弹态及粘流态树脂在剪切力的作用下，阻碍树脂形变而产生的力矩，它的大小反映到可塑性树脂形变的难易程度。扭矩越大，热塑性树脂混合后产生形变的难度就越大，加工就越差。生产中就需要较高温度和负荷更大的转动设备、消耗更多的机械能，使之变为能使树脂产生形变的动能。塑化扭矩对应的时间坐标减去加料的时间即为塑化时间，塑化时间表征塑化的快慢。各流变曲线之间非常接近，为了比较不同组分硬石膏粉对电缆料的影响，可结合表3中列出的流变的各项参数进行分析。从表3可以看出，硬石膏粉添加比例为50份时对应的加料峰最大扭矩和塑化扭矩较小，分别为29.6Nom和16.7Nom，塑化时间为63s。 4 结论（1）超细硬石膏与其他填料同等份数添加，添加了超细硬石膏的复合材料各项性能优于其他常用填料，可以将硬石膏作为PVC电缆料的填料使用。（2）根据硬石膏添加比例变化的系列数据表明：当硬石膏粉的用量为50份时，PVC电缆料的拉伸强度达到21.8MPa，断裂伸长率达到222%，体积电阻率达到1.2×1013Ωom，氧指数达到34%；性能均能满足甚至超过国标GB/T8815-2002中J-70之要求。当硬石膏填充量为50份时，PVC/硬石膏电缆料复合材料的加料峰最大扭矩和塑化扭矩较小，分别为29.6Nom和16.7Nom，塑化时间为63s，可满足加工要求。参考文献[1]杨森，周正发，李宏武，等.硬石膏表面改性及在PVC型材中的应用[J].非金属矿，2007，30（2）：34-36.[2]向前勇，杨步雷，杨永彬，等.一種以磷石膏为填料生产的PVC型材：，CN105331012A[P].2016.[3]李宏武，潘静懿，卢尚琨，等.硬石膏的改性及其在塑料中的应用[C]//2008国际粉体技术与应用论坛暨全国粉体产品与设备应用技术交流大会.2008.[4]卢尚琨，潘静懿，黄河，等.煅烧硬石膏/PVC复合材料力学和流变性能研究[J].塑料制造，2011（6）：77-79.