Carbonato de cálcio é um enchimento amplamente utilizado em plásticos. Ele vem em duas formas principais: carbonato de cálcio leve (carbonato de cálcio precipitado) e carbonato de cálcio pesado. O carbonato de cálcio leve é produzido quimicamente, enquanto o carbonato de cálcio pesado é feito por britagem e moagem mecânica. Suas densidades são semelhantes — 2,4–2,6 g/cm³ para cálcio leve e 2,6–2,9 g/cm³ para cálcio pesado. A principal diferença está em sua densidade aparente, que afeta como eles se acomodam em volume. O cálcio leve normalmente tem um volume de sedimentação acima de 2,5 mL/g, enquanto o cálcio pesado varia de 1,2 a 1,9 mL/g, dependendo de sua forma cristalina e composição química.
Partículas leves de carbonato de cálcio geralmente têm o formato de caroço de tâmara, com um diâmetro longo de 5–12 μm, um diâmetro curto de 1–3 μm e um tamanho médio de 2–3 μm. Sem tratamento de superfície, essas partículas geralmente se aglomeram em grupos após a secagem. Os padrões nacionais avaliam a qualidade do cálcio leve com base em resíduos de peneira a 125 μm e 45 μm, o que não reflete totalmente o tamanho e a distribuição das partículas.
Durante a britagem e moagem de carbonato de cálcio pesado, os tamanhos das partículas variam, criando uma distribuição de pequena a grande dentro de uma faixa. A classificação nos permite controlar o tamanho máximo do pó e a distribuição do tamanho das partículas para atender às necessidades de enchimento de plástico.
Ao comparar preenchimentos de cálcio leves e pesados não tratados:
1. Diferenças de saída: Substituir cálcio pesado por cálcio leve pode afetar o comprimento ou a área do produto. O cálcio pesado pode resultar em uma área menor ou reduzida para o mesmo peso de matérias-primas, potencialmente levando a uma diminuição no valor do produto. Por exemplo, testes em tubos de PVC ultrafinos cheios de cálcio pesado mostram um aumento de 4% no peso em comparação com o cálcio leve. Em tubos de PVC de espuma sanduíche, a densidade de tubos cheios de cálcio pesado varia de 1,05 a 1,12 g/cm³, em comparação com 0,96 g/cm³ para cálcio leve, mostrando aumentos de 9% a 17%. Sem medidas especiais, a substituição de cálcio leve por cálcio pesado pode impactar negativamente as empresas de processamento.
2. Diferenças de preço: O preço do cálcio pesado varia significativamente pelo tamanho e distribuição das partículas. Por exemplo, os preços para cálcio pesado de 1250 mesh, 800 mesh e 400 mesh podem diferir de 2 a 4 vezes do mesmo fabricante. O cálcio leve está amplamente disponível e geralmente é mais econômico. O cálcio pesado, frequentemente transportado de regiões como Guangxi, Sichuan e nordeste da China para o norte da China e províncias costeiras, não oferece uma vantagem de preço sobre o cálcio leve, exceto para o produto de 400 mesh. Portanto, o cálcio pesado não tem um preço competitivo em comparação ao cálcio leve, mesmo que o desempenho e o tamanho sejam comparáveis.
3. Impacto do tamanho e distribuição das partículas em plásticos preenchidos: Quanto mais fino o tamanho de partícula do cálcio pesado, melhor o desempenho do plástico preenchido. O cálcio leve, com seu tamanho médio de partícula mais fino de alguns mícrons, oferece melhor dispersão e desempenho superior em plásticos em comparação ao cálcio pesado mais grosso. Para corresponder ao desempenho do cálcio leve em produtos plásticos, o cálcio pesado deve ter um tamanho de partícula pequeno.
4. Desempenho de processamento: O plástico PVC preenchido com cálcio pesado tem melhor fluidez de processamento do que com cálcio leve. O torque de equilíbrio em PVC preenchido com cálcio pesado ultrafino é menor, e o tempo para atingir o equilíbrio é menor. Isso se deve ao formato irregular do bloco de partículas de cálcio pesado, que fornece melhor mobilidade do que o cálcio leve mais alongado. Essa vantagem é útil para produtos como conexões de tubos de PVC moldados por injeção e produtos de alto enchimento, como pisos de PVC e folhas de janelas de venezianas, onde uma boa fluidez de processamento é crucial e também pode reduzir o consumo de energia.
5. Qualidade da superfície do produto: Produtos de PVC preenchidos com cálcio leve têm um brilho de superfície mais brilhante em comparação com aqueles preenchidos com cálcio pesado. Para produtos como tubos, perfis, placas e PVC macio usados em bainhas de fios e cabos, o cálcio leve fornece um acabamento brilhante superior. Embora o cálcio pesado finamente moído também possa produzir uma boa qualidade de superfície, ele geralmente não corresponde ao brilho obtido com cálcio leve.