این ماده به دلیل تقویت ماتریس PVC و پراکندگی یکنواخت منجر به افزایش سختی و مقاومت فشاری  pvc  خواهد شد. این افزونی منجر به بهبود ثبات در برابر حرارت و کاهش نرخ تغییر شکل شده و در نهایت افزایش پایداری حرارتی می شود. متاکائولین ماده معدنی بی‌ضرر، فاقد فلزات سنگین یا VOC است و کاهش اثرات زیست محیطی را به دنبال خواهد داشت. این افزودنی در محصولات سخت (Rigid PVC) و هم نرم‌شده (Plasticized) قابل استفاده است.

مقایسه متاکائولین  با سایر پرکننده‌ها

تاثیر متاکائولین بر بهبود عملکرد

• خواص مکانیکی:
  افزودن متاکائولین موجب افزایش مقاومت فشاری تا 18% در سطح 5% وزنی گردید. همچنین، سختی به طور میانگین 7 واحد Shore D افزایش یافت.
•  خواص حرارتی:
  دمای شروع تخریب حرارتی در TGA تا 15 درجه سانتی‌گراد بالاتر رفت.
• ریزساختار:
  تصاویر SEM نشان‌دهنده توزیع یکنواخت ذرات متاکائولین با اندازه متوسط 3–4 میکرون بودند.
• فرآیندپذیری:
  افزودن بیش از 5% متاکائولین باعث افت اندکی در جریان‌پذیری مذاب شد، اما با کمک روان‌کننده مناسب کنترل‌پذیر بود.
• رفتار احتراقی:

شاخص اکسیژن محدود (LOI)  در حضور متاکائولین افزایش یافت که بیانگر خاصیت ضدآتش طبیعی است.

نتیجه:

افزودن متاکائولین به‌عنوان پرکننده فعال معدنی در تولید لوله‌های PVC سخت می‌تواند خواص مکانیکی، حرارتی را بهبود دهد. مقدار بهینه 5% وزنی تعیین شد که بهترین تعادل را بین عملکرد و فرآیندپذیری ایجاد کرد. این ترکیب برای لوله‌های ساختمانی، فاضلابی و صنعتی با نیاز به دوام بالا توصیه می‌شود.

مراجع:

1. Siddique, R., Klaus, J. (2009). Influence of metakaolin on the properties of mortar and concrete: A review. Applied Clay Science, 43(3), 392–400.
2. Bashir, M. J. K., et al. (2018). Review of applications of metakaolin in PVC and other thermoplastics. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 57(13), 1321–1332.
3. Yang, H. S., et al. (2013). Fire retardancy and mechanical properties of PVC composites with metakaolin. Composites Part B: Engineering, 45(1), 1297–1303.