Para carbonato de cálcio ultrafino, tamanho de partícula, área de superfície, forma de cristal e absorção de óleo são indicadores técnicos essenciais. Esses fatores afetam diretamente o desempenho do produto. Outros indicadores também são importantes, mas geralmente mais fáceis de controlar na produção industrial. No entanto, para aplicações especializadas, usos diferentes exigem prioridades diferentes. Portanto, os indicadores não devem ser tratados da mesma forma para todos os casos.
Tamanho de partícula e área de superfície específica
Atingir um tamanho de partícula primária de 0,02–0,1 μm é um requisito básico para o carbonato de cálcio ultrafino. Sem isso, ele não pode ser chamado de “ultrafino”.
No entanto, isso é apenas metade da tarefa de fazer carbonato de cálcio ultrafino de qualidade. Se faltarem técnicas de tratamento de superfície e dispersão, as partículas se aglomerarão em partículas secundárias maiores.
Esses aglomerados podem atingir centenas de nanômetros de tamanho. Imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) mostram apenas partículas primárias.
Devido à preparação da amostra, eles não refletem os tamanhos reais das partículas aglomeradas. Produtos altamente aglomerados geralmente têm menor área de superfície BET.
Portanto, combinar os testes de área de superfície TEM e BET fornece uma visão mais completa do tamanho, formato e dispersão das partículas. Há uma relação natural entre o tamanho médio das partículas e a área de superfície.
Alguns pesquisadores usam o volume de sedimentação para estimar o tamanho das partículas. Mas o volume de sedimentação é influenciado por mais do que apenas o tamanho.
Fatores como qualidade do calcário, calcinação, digestão e condições de carbonatação afetam o tamanho final. Além disso, o carbonato de cálcio tem várias formas de cristal. Mesmo dentro de uma forma, as formas diferem e são frequentemente irregulares. Então, a forma do cristal complica os resultados do volume de sedimentação.
Mesmo dentro de uma forma, os formatos diferem e são frequentemente irregulares. Então, o formato do cristal complica os resultados do volume de sedimentação. Usar apenas o volume de sedimentação para julgar o tamanho das partículas não é científico e frequentemente impreciso. Para reduzir a aglomeração, o carbonato de cálcio ultrafino geralmente sofre modificação de superfície.
Isso não apenas melhora a atividade da superfície, mas também ajuda a evitar a aglomeração de partículas. Para produtos especializados, a forma do cristal, o tamanho da partícula, o agente de tratamento de superfície e até mesmo as técnicas de processamento variam. Experiência e conhecimento técnico são muito importantes durante o tratamento. Portanto, usar um único padrão para avaliar todos os tipos de carbonato de cálcio ultrafino é muito difícil.
Forma de Cristal
A forma cristalina também é um indicador técnico crucial para carbonato de cálcio ultrafino. O carbonato de cálcio leve padrão tem um formato de fuso.
Usado em PVC, ele cria estresse e causa branqueamento em filmes plásticos. O carbonato de cálcio ultrafino deve variar na forma de cristal com base em aplicações específicas. Para plásticos, uma estrutura simples, baixo volume de embalagem e baixa absorção de óleo são preferidos. Formas cúbicas ou esféricas são ideais.
Carbonato de cálcio ultrafino com tamanho de partícula de 0,072μm pode melhorar o desempenho do plástico PVC. Ele melhora a suavidade da superfície, o brilho e o isolamento elétrico.
Em compostos de cabos macios, mesmo com dosagem dupla de enchimento, o desempenho permanece dentro dos padrões nacionais. Em filmes plásticos, reduz o branqueamento e aumenta o alongamento em baixa temperatura.
No entanto, em plásticos rígidos como portas e perfis, ele aumenta a resistência ao impacto. A resistência ao impacto entalhada pode atingir 49,1 kJ/m². Para borracha, formas semelhantes a correntes oferecem o melhor reforço.
O carbonato de cálcio em forma de cadeia se forma alinhando muitas partículas em uma direção. Essa estrutura tem estabilidade espacial e se dispersa bem na borracha.
Durante a mistura, as cadeias quebram, expondo superfícies ativas. Essas superfícies se ligam firmemente com cadeias de borracha, aumentando o reforço.
Na borracha, a resistência do reforço por forma é: corrente > agulha > esfera > cubo. Para tinta, formas cúbicas são melhores devido às propriedades da tinta. Em tintas à base de resina, o carbonato de cálcio ultrafino deve dar brilho, transparência e fluidez.
Cristais cúbicos fornecem o melhor desempenho de brilho. Para revestimentos de papel, carbonato de cálcio precipitado é normalmente usado. Não é ultrafino; o tamanho varia de 0,1 a 1μm. Mesmo assim, o formato do cristal importa.
Revestimentos de papel precisam de boa opacidade, brilho, alta viscosidade e absorção de tinta. Formas de cristal ideais incluem formas em forma de placa e cúbicas. Em resumo, o carbonato de cálcio ultrafino não deve apenas atender aos requisitos de tamanho (0,02–0,1 μm)
mas também podem ser adaptados em forma de cristal com base no uso para criar produtos prontos para o mercado.
Valor de absorção de óleo
O valor de absorção de óleo do carbonato de cálcio ultrafino impacta significativamente seu desempenho de aplicação. Isso é especialmente verdadeiro em plásticos, revestimentos e tintas.
Alta absorção de óleo consome mais plastificante em plásticos.
Em revestimentos e tintas, aumenta a viscosidade. Assim, a absorção de óleo deve permanecer baixa. Muitos fatores afetam a absorção de óleo além das propriedades físicas do material.
Entre eles, o tamanho das partículas é um fator importante. Portanto, deve primeiro garantir tamanho de partícula fino e boa dispersão.
Ele também deve ter uma área de superfície correspondente ao tamanho de sua partícula.
Somente então a redução da absorção de óleo deve ser considerada. Se a dispersão for ruim e as partículas se aglomerarem severamente, a área de superfície será muito baixa.
Mesmo com baixa absorção de óleo, esse material tem pouco valor prático.
Conteúdo principal
O conteúdo principal do carbonato de cálcio ultrafino (CaO) não deve ser muito estritamente limitado dentro de uma certa faixa. Na maioria dos casos, o carbonato de cálcio ultrafino serve como um enchimento funcional, afetando propriedades físicas em vez de químicas.
Dentro de uma faixa razoável, seu conteúdo de CaO ainda pode atender às necessidades de desempenho. Para produzir carbonato de cálcio com várias formas de cristal, boa dispersão e alta atividade de superfície, aditivos como modificadores, dispersantes e surfactantes são frequentemente introduzidos.
Essas “impurezas” adicionadas intencionalmente geralmente não prejudicam o desempenho do produto e, às vezes, até o melhoram. No entanto, elas podem reduzir o conteúdo medido de CaO no produto final. É claro que elementos nocivos como ferro e manganês devem ser rigorosamente controlados.
Sejam introduzidos a partir de matérias-primas ou durante o processamento, eles afetam a cor e aceleram a degradação e o envelhecimento da resina. Eles devem ser estritamente evitados. Outras impurezas, como silício, alumínio e magnésio, afetam a brancura do produto e podem prejudicar a eficiência do processamento.
Assim, matérias-primas como calcário devem ser cuidadosamente selecionadas e controladas. Portanto, limites de conteúdo de CaO excessivamente rigorosos podem restringir o desenvolvimento de produtos especializados de carbonato de cálcio ultrafino. Uma faixa equilibrada é mais prática. Resumo A direção principal para o carbonato de cálcio ultrafino é especialização, desenvolvimento de séries, variedade e funcionalidade.
É incorreto supor que um tamanho de partícula de 0,02–0,1 μm sozinho o torna adequado para todas as indústrias, como borracha, plástico, tinta, revestimentos ou papel. As aplicações exigem requisitos específicos para tamanho de partícula, formato de cristal, área de superfície, absorção de óleo e conteúdo principal. Portanto, um padrão universal não pode ser aplicado a todos os produtos especializados de carbonato de cálcio ultrafino.
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