Карбонат кальция широко используемый наполнитель в пластмассах. Он выпускается в двух основных формах: легкий карбонат кальция (осажденный карбонат кальция) и тяжелый карбонат кальция. Легкий карбонат кальция производится химическим путем, в то время как тяжелый карбонат кальция производится путем механического дробления и измельчения. Их плотности схожи — 2,4–2,6 г/см³ для легкого кальция и 2,6–2,9 г/см³ для тяжелого кальция. Ключевое различие заключается в их кажущейся плотности, которая влияет на то, как они оседают в объеме. Легкий кальций обычно имеет объем осаждения более 2,5 мл/г, в то время как тяжелый кальций колеблется от 1,2 до 1,9 мл/г, в зависимости от его кристаллической формы и химического состава.
Частицы легкого карбоната кальция обычно имеют форму финиковой ямки, с длинным диаметром 5–12 мкм, коротким диаметром 1–3 мкм и средним размером 2–3 мкм. Без обработки поверхности эти частицы часто слипаются в кластеры после сушки. Национальные стандарты оценивают качество легкого кальция на основе остатков сита при 125 мкм и 45 мкм, что не полностью отражает размер и распределение частиц.
В процессе дробления и измельчения тяжелого карбоната кальция размеры частиц меняются, создавая распределение от малого до большого в пределах диапазона. Сортировка позволяет нам контролировать максимальный размер порошка и распределение размеров частиц в соответствии с потребностями в пластиковом наполнении.
При сравнении необработанных легких и тяжелых кальциевых наполнителей:
1. Различия в выходе: Замена тяжелого кальция на легкий кальций может повлиять на длину или площадь продукта. Тяжелый кальций может привести к более короткой или уменьшенной площади для того же веса сырья, что потенциально может привести к снижению стоимости продукта. Например, испытания сверхтонких труб из ПВХ, заполненных тяжелым кальцием, показывают увеличение веса на 4% по сравнению с легким кальцием. В трубах из сэндвич-вспененного ПВХ плотность труб, заполненных тяжелым кальцием, составляет от 1,05 до 1,12 г/см³ по сравнению с 0,96 г/см³ для легкого кальция, показывая увеличение от 9% до 17%. Без специальных мер замена легкого кальция на тяжелый кальций может негативно повлиять на перерабатывающие компании.
2. Разница в цене: Цена на тяжелый кальций значительно варьируется в зависимости от размера частиц и распределения. Например, цены на тяжелый кальций 1250 меш, 800 меш и 400 меш могут отличаться в 2–4 раза у одного и того же производителя. Легкий кальций широко доступен и, как правило, более экономически эффективен. Тяжелый кальций, часто перевозимый из таких регионов, как Гуанси, Сычуань и Северо-Восточный Китай в Северный Китай и прибрежные провинции, не предлагает ценового преимущества по сравнению с легким кальцием, за исключением продукта 400 меш. Таким образом, тяжелый кальций не является конкурентоспособным по цене по сравнению с легким кальцием, даже если производительность и размер сопоставимы.
3. Влияние размера и распределения частиц на наполненные пластики: Чем мельче размер частиц тяжелого кальция, тем лучше эксплуатационные характеристики наполненного пластика. Легкий кальций с его более мелким средним размером частиц в несколько микрон обеспечивает лучшую дисперсию и превосходные эксплуатационные характеристики в пластике по сравнению с более крупным тяжелым кальцием. Чтобы соответствовать эксплуатационным характеристикам легкого кальция в пластиковых изделиях, тяжелый кальций должен иметь небольшой размер частиц.
4. Производительность обработки: ПВХ-пластик, наполненный тяжелым кальцием, имеет лучшую текучесть при обработке, чем с легким кальцием. Равновесный крутящий момент в ПВХ, наполненном ультратонким тяжелым кальцием, ниже, а время достижения равновесия короче. Это связано с нерегулярной блочной формой частиц тяжелого кальция, которая обеспечивает лучшую подвижность, чем более вытянутый легкий кальций. Это преимущество полезно для таких продуктов, как литьевые фитинги для труб из ПВХ и продукты с высоким наполнением, такие как напольные покрытия из ПВХ и жалюзи для оконных панелей, где хорошая текучесть при обработке имеет решающее значение и также может снизить потребление энергии.
5. Качество поверхности продукта: ПВХ-изделия, наполненные легким кальцием, имеют более яркий поверхностный блеск по сравнению с изделиями, наполненными тяжелым кальцием. Для таких изделий, как трубы, профили, пластины и мягкий ПВХ, используемый в оболочках проводов и кабелей, легкий кальций обеспечивает превосходную глянцевую отделку. Хотя тонко измельченный тяжелый кальций также может давать хорошее качество поверхности, он, как правило, не достигает блеска, достигаемого легким кальцием.