Для ультратонкого карбоната кальция ключевыми техническими показателями являются размер частиц, площадь поверхности, форма кристаллов и поглощение масла. Эти факторы напрямую влияют на эксплуатационные характеристики продукта. Другие показатели также важны, но их, как правило, легче контролировать в промышленном производстве. Однако для специализированных применений различные виды использования требуют разных приоритетов. Поэтому показатели не следует рассматривать одинаково для всех случаев.
Размер частиц и удельная площадь поверхности
Достижение первичного размера частиц 0,02–0,1 мкм является основным требованием для ультратонкого карбоната кальция. Без этого его нельзя назвать «ультратонким».
Однако это лишь половина задачи по производству качественного ультратонкого карбоната кальция. Если отсутствуют методы обработки поверхности и дисперсии, частицы будут агломерироваться в более крупные вторичные частицы.
Размеры этих агломератов могут достигать сотен нанометров. Изображения, полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), показывают только первичные частицы.
Из-за подготовки образцов они не отражают фактические размеры агломерированных частиц. Высокоагломерированные продукты обычно имеют меньшую площадь поверхности BET.
Таким образом, объединение ТЭМ и БЭТ-тестирования площади поверхности дает более полное представление о размере, форме и дисперсии частиц. Существует естественная связь между средним размером частиц и площадью поверхности.
Некоторые исследователи используют объем осаждения для оценки размера частиц. Но на объем осаждения влияет не только размер.
Такие факторы, как качество известняка, прокаливание, вываривание и условия карбонизации, влияют на конечный размер. Кроме того, карбонат кальция имеет различные формы кристаллов. Даже в пределах одной формы формы различаются и часто нерегулярны. Таким образом, форма кристалла усложняет результаты определения объема осаждения.
Даже в пределах одной формы формы различаются и часто нерегулярны. Таким образом, форма кристалла усложняет результаты определения объема осаждения. Использование только объема осаждения для оценки размера частиц не является научным и часто неточным. Для уменьшения агломерации ультратонкий карбонат кальция обычно подвергается модификации поверхности.
Это не только повышает поверхностную активность, но и помогает предотвратить кластеризацию частиц. Для специализированных продуктов форма кристалла, размер частиц, агент обработки поверхности и даже методы обработки различаются. Опыт и технические знания имеют большое значение во время обработки. Поэтому использование единого стандарта для оценки всех типов ультратонкого карбоната кальция очень сложно.
Кристаллическая форма
Форма кристалла также является важнейшим техническим показателем для ультратонкого карбоната кальция. Стандартный легкий карбонат кальция имеет веретенообразную форму.
При использовании в ПВХ он создает напряжение и вызывает побеление пластиковых пленок. Сверхтонкий карбонат кальция должен иметь разную кристаллическую форму в зависимости от конкретных применений. Для пластиков предпочтительны простая структура, малый объем упаковки и низкая абсорбция масла. Идеальными являются кубические или сферические формы.
Ультратонкий карбонат кальция с размером частиц 0,072 мкм может улучшить эксплуатационные характеристики ПВХ-пластика. Он улучшает гладкость поверхности, блеск и электроизоляцию.
В мягких кабельных компаундах даже при двойной дозировке наполнителя показатели остаются в пределах национальных стандартов. В пластиковых пленках он уменьшает побеление и увеличивает удлинение при низких температурах.
Однако в жестких пластиках, таких как двери и профили, он увеличивает ударную прочность. Ударная прочность с надрезом может достигать 49,1 кДж/м². Для резины цепеобразные формы обеспечивают наилучшее усиление.
Цепочечный карбонат кальция образуется путем выравнивания множества частиц в одном направлении. Эта структура имеет пространственную стабильность и хорошо диспергируется в резине.
В процессе смешивания цепи разрываются, обнажая активные поверхности. Эти поверхности прочно связываются с резиновыми цепями, усиливая армирование.
В резине прочность армирования по форме: цепь > игла > сфера > куб. Для чернил кубические формы являются лучшими из-за свойств чернил. В чернилах на основе смолы ультратонкий карбонат кальция должен давать блеск, прозрачность и текучесть.
Кубические кристаллы обеспечивают наилучшие показатели глянца. Для бумажных покрытий обычно используется осажденный карбонат кальция. Он не сверхтонкий; размер варьируется от 0,1 до 1 мкм. Тем не менее, форма кристалла имеет значение.
Бумажные покрытия должны обладать хорошей непрозрачностью, яркостью, высокой вязкостью и впитываемостью чернил. Идеальные формы кристаллов включают пластинчатые и кубические формы. Подводя итог, можно сказать, что ультратонкий карбонат кальция должен не только соответствовать требованиям к размеру (0,02–0,1 мкм)
но и быть адаптированы в кристаллической форме в зависимости от использования для создания готовых к выходу на рынок продуктов.
Значение поглощения масла
Значение поглощения масла ультратонким карбонатом кальция существенно влияет на его эксплуатационные характеристики. Это особенно касается пластиков, покрытий и чернил.
Высокая абсорбция масла приводит к увеличению расхода пластификатора в пластмассах.
В покрытиях и чернилах он увеличивает вязкость. Таким образом, поглощение масла должно оставаться низким. На поглощение масла влияют многие факторы, помимо физических свойств материала.
Среди них размер частиц является основным фактором. Поэтому в первую очередь необходимо обеспечить мелкий размер частиц и хорошую дисперсию.
Площадь его поверхности также должна соответствовать размеру частиц.
Только тогда следует рассмотреть вопрос об уменьшении поглощения масла. Если дисперсия плохая и частицы сильно агломерируются, площадь поверхности очень мала.
Даже при низкой маслоемкости такой материал не имеет большой практической ценности.
Основное содержание
Основное содержание ультрадисперсного карбоната кальция (CaO) не должно быть слишком строго ограничено определенным диапазоном. В большинстве случаев ультрадисперсный карбонат кальция выполняет функцию функционального наполнителя, влияя на физические, а не химические свойства.
В разумных пределах его содержание CaO все еще может соответствовать требованиям производительности. Для производства карбоната кальция с различными кристаллическими формами, хорошей дисперсией и высокой поверхностной активностью часто вводятся добавки, такие как модификаторы, диспергаторы и поверхностно-активные вещества.
Эти намеренно добавленные «примеси» обычно не вредят эксплуатационным характеристикам продукта, а иногда даже улучшают их. Однако они могут снизить измеряемое содержание CaO в конечном продукте. Конечно, вредные элементы, такие как железо и марганец, должны строго контролироваться.
Независимо от того, попадают ли они из сырья или во время обработки, они влияют на цвет и ускоряют деградацию и старение смолы. Их следует строго избегать. Другие примеси, такие как кремний, алюминий и магний, влияют на белизну продукта и могут снизить эффективность обработки.
Таким образом, сырье, такое как известняк, должно тщательно выбираться и контролироваться. Поэтому слишком строгие ограничения на содержание CaO могут ограничить разработку специализированных продуктов из сверхтонкого карбоната кальция. Сбалансированный ассортимент более практичен. Резюме Ключевое направление для сверхтонкого карбоната кальция — специализация, разработка серий, разнообразие и функциональность.
Неверно полагать, что размер частиц 0,02–0,1 мкм сам по себе делает его пригодным для всех отраслей промышленности, таких как резина, пластик, чернила, покрытия или бумага. Приложения предъявляют особые требования к размеру частиц, форме кристаллов, площади поверхности, поглощению масла и основному содержанию. Поэтому один универсальный стандарт не может применяться ко всем специализированным продуктам из ультратонкого карбоната кальция.
О компании Epic Powder Machinery
Эпический порошок Machinery предлагает передовые решения для обработки ультратонкого порошка. Мы помогаем клиентам достигать высокопроизводительных, индивидуальных результатов в области пластмасс, резины, покрытий и многого другого.