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在回顧礦物粉體材料改性塑料製成的膜片產品所走過的發展過程基礎上,提出全新定位的“石塑紙”的概念,在肯定石塑紙的優點的同時,指出要揚長避短,認真做好“石塑紙”的應用開發工作。
Reviewing the development of film products made from mineral powder modified plastic, the advantages of a new concept, the "stone plastics paper", can be confirmed. Knowing how to explore its advantages in applications is the key to success.

石塑紙發展歷程及定位

發展僅含石油基合成樹脂不到25%的功能性高分子材料——石塑紙不僅可節省石油資源,還具有低碳排放、低能耗、減少對樹木等植物資源的依賴,以及非金屬礦物材料的存在有利改性塑料材料安全返回大自然的意義。可以說,作為一種全新的功能性高分子材料,石塑紙的出現標誌著塑料填充複合改性技術及應用進入了全新的歷史階段。

做為一種大量使用非金屬礦物材料的高分子複合材料,石塑紙之所以叫“紙”,是一種商業稱呼,就像當年用於紡織行業的聚酯纖維布料叫做“的確涼”一樣,其實這種紡織布料不透氣,一點都不“涼”。

早在上世紀八十年代,台灣“塑料大王”王永慶旗下的南亞公司已具有年產5萬噸碳酸鈣與聚丙烯複合膜片的能力,當時的產品輸入到大陸地區,獲得“撕不爛”的美稱。由於當時碳酸鈣僅佔這種複合改性材料的50%左右,雖然性能及外觀都很好,但其產品定位是代替以植物纖維為基礎原料的纖維紙,無論從價格上還是從使用效果上都無法與纖維紙競爭,最終沒有得到應有的發展。

2010年,國內興起“石頭紙”的宣傳熱潮,使這種材料戴上了綠色環保、節能減排、資源節約等多個光環,更有甚者讓“石頭紙”去替代纖維紙。


石塑紙與纖維紙生產能耗比較。
實踐是檢驗真理的唯一標準。幾年來的實際情況表明,“石頭紙”承擔不了替代“纖維紙”的使命。不能把“石頭紙”定位在替代主要印刷的纖維紙上,不能指望有了“石頭紙”就不砍樹、不破壞環境了。

“石頭紙”這種以礦物粉體材料與合成樹脂經過混合、混煉、擠出或壓延成型而成為膜片類改性塑料材料,是一種全新的複合改性高分子材料,再經過必要的二次塗飾,具有其它材料所不可比擬、不可替代的功能性,同時從生產過程、使用過程以及使用後的回收可行性來看,完全符合現代社會綠色環保的概念要求,它有著自己獨特的使用用途和發揮自身特點的場所。業者要正確認識這種新型高分子複合材料的特點和優勢,避其所短,揚其所長,讓它在適合發展其功效的地方做出應有的貢獻。

因此,對這種以礦物粉體材料為主要組分的填充複合改性塑料並製成膜片類的材料重新定位,稱之為“石塑紙”是非常必要的,也是從學術、技術角度上最為恰如其分的表述。

石塑紙的特點

環保性

原輔料無害、無毒、安全、衛生。石塑紙的主要原料是重質碳酸鈣、合成樹脂和少量助劑。重鈣由方解石研磨分選而得,如果方解石資源質地純淨,則經研磨分選而得到的重質碳酸鈣是公認的無害、無毒粉體材料,安全、衛生性得到充分保證。使用的合成樹脂聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),安全衛生性也是得到公認的。在加工過程中使用的幾種助劑,如石蠟、硬脂酸和鋁酸酯偶聯劑也無疑是無毒、無害、安全、衛生的。


石塑紙產品類型特點及用途。
生產加工過程安全、衛生,全部為物理機械過程,加工溫度達200℃以上,且無有害氣體或廢液、廢渣排放。邊角料和殘次品料也可即時回收並重新加工利用。

在使用過程中,和大多數塑料材料及製品一樣安全無害,並得到普遍認可。

在使用後可以再生利用或安全返回大自然。石塑紙無論是直接做為製品使用還是做為一種材料使用,均可像其它聚乙烯或聚丙烯塑料製品一樣回收、再生利用。

在用做包裝材料時,在某些情況下不便回收或回收代價過高時,也可能被填埋或焚燒處理。根據一些科研單位和高等院校的科研成果,碳酸鈣粉體的存在將有利於塑料的降解或焚燒,並起到保護焚燒爐的作用。

優異的使用性能

1)力學性能好。儘管石塑紙材料中,碳酸鈣佔75%以上,但因合理的配方和優選的加工工藝,其材料的力學性能優異,如撕裂強度和抗穿刺性能都比纖維紙好。

2)拉伸過程中,在粉體粒子與基體塑料之間形成微細空隙,透氣性較純塑料膜片有顯著提高。

3)防潮、防黴性好,可在潮濕環境下長期保存。

4)耐折疊,反復折疊後攤開仍能回復原樣。

5)表面裝潢性好,可印刷精美鮮艷的各種圖案。

6)剪切、粘結方便,有利於製成各種盒、袋。


石塑紙生產的各種產品。
經濟性強

原輔材料成本低、加工費用低、環境負擔輕,有利於在同其它同類用途材料的巿場競爭中佔據優勢地位。石塑紙同噸位生產線生產場地僅為纖維紙的1/5左右,噸產品的能耗也遠遠低於木槳造紙或用回收廢紙再生造紙。

生態及社會效益明顯

傳統造紙以植物纖維為主要原料,儘管樹木等植物可以無限地在地球上生長,但過度的使用對地球的自然環境不利。一噸纖維紙所需要的木材約0.75m3,在生產過程中需消耗水100~200噸,排放的污水如不經過嚴格處理,對環境的危害更為嚴重。中國的非金屬礦資源相對豐富,特別是碳酸鈣的原料——方解石和大理石蘊藏量極大,開採和使用這些礦物對振興當地經濟至為關鍵,而石塑紙做為一種技術先進的改性塑料材料,將大大提高碳酸鈣粉體產品的附加值,為礦物粉體的深加工,構築以粉體行業為源頭的產業鏈做出貢獻。

石塑紙產業面臨的形勢和任務

近年來石塑紙產業迎來良好的發展機遇,但也面臨著一些輿論或技術上的問題。首先要堅持正確輿論導向,營造健康發展的社會環境。石塑紙不是傳統意義上的紙,也不必設想用來全面取代纖維紙。石頭“紙”是一種商業名稱,實質上仍然是一種塑料材料,但又不同於通常塑料薄膜或片材,它是經過精心設計的,從使用功能出發有針對性地進行改性加工的一種全新的高分子材料,企業要充分發揮這種材料的長處,用其所長,避其所短。

目前石塑紙尚在材料性能方面存在一些不足之處,需通過技術創新加以解決。由於大量使用礦物粉體材料,石塑紙的密度因而顯得過大,而石塑紙所使用的基體塑料聚乙烯和聚丙烯因熔體強度低,不易形成泡孔,使得通過發泡減小石塑紙密度的想法難以變成現實。近年來國內一些單位已經在聚丙烯和聚乙烯塑料發泡技術工藝上取得突破,現在的任務就是要將此項技術應用到高填充的石塑紙加工過程中來,不久的將來我們將看到密度接近纖維紙的經發過泡的石塑紙產品。

碳酸鈣粉體的晶形是塊狀的,有利於在塑料基體中分佈和分散,但也使得石塑紙的挺度差,感覺綿軟。為解決材料剛性模量不足的問題,可以採取使用晶形為片狀的滑石粉,滑石粉顆粒像房頂上的瓦片一樣在加工流動方向呈片狀疊落排列,利用這一特點就可以達到提高剛性,增加膜片挺度的效果。研究結果表明在石塑紙中加入15%左右的滑石粉,就可以得到挺度良好的結果。

同時,企業要加大石塑紙應用開發力度,只有找到石塑紙最佳應用領域,才能將其從樣品變為商品,真正實現產業化。從事石塑紙產業化的企業家和科技人員正在大力開發石塑紙用於裝潢、包裝等方面用途的材料及製品,已經取得許多令人鼓舞的成果。江西蔡氏造紙機械設備有限公司可以提供年產萬噸規模的石塑紙全套生產設備,並可配置表層塗覆設備,達到預期的使用效果。根據客戶要求和巿場動向,可以加工製造單層、雙層或三層的石塑紙。最後,要產學研相結合,通過思維創新和技術創新,做到產品創新,應用創新。

任何一種新事物的出現都要歷經風雨,通過技術上的不斷改進和完善,不斷解決顯現出的產品性能、成本和應用、巿場等方面的問題。在改性塑料領域,“石塑紙”的全新定位一定會堅定大家的信心,業者要在加工技術方面、產品應用開發方面更加努力探索、攻關,揚低碳環保綠色之帆,創填充複合改性之新,使“石塑紙”產業真正走上歷史的舞台。
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