如何區(qū)分輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣

時(shí)間：2022-05-24作者：興安南國(guó)金磊粉體廠瀏覽：1058

如何區(qū)分輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣

摘要：在PVC在管道中添加適量的碳酸鈣可以顯著提高管道的抗沖擊性，降低產(chǎn)品成本，但不同品種碳酸鈣的改性效果非常不同。本文重點(diǎn)介紹了如何區(qū)分輕碳酸鈣和重碳酸鈣。

關(guān)鍵詞：輕質(zhì)碳酸鈣；重質(zhì)碳酸鈣

眾所周知，重質(zhì)碳酸鈣（以下簡(jiǎn)稱(chēng)重鈣）和輕質(zhì)碳酸鈣（以下簡(jiǎn)稱(chēng)輕鈣）是塑料工業(yè)中應(yīng)用較廣泛的粉末填料。我國(guó)塑料制品年產(chǎn)量已**過(guò)1萬(wàn)噸，塑料粉末填料總量占塑料制品總量的8%，碳酸鈣占各種粉末填料總量的70%。目前，我國(guó)塑料工業(yè)每年使用的各種規(guī)格碳酸鈣約為570萬(wàn)噸。碳酸鈣已成為塑料加工使用方便、副作用少等優(yōu)點(diǎn)、使用方便、副作用少等優(yōu)點(diǎn)，為碳酸鈣行業(yè)帶來(lái)了巨大的商機(jī)。

塑料制品行業(yè)每年使用570萬(wàn)噸碳酸鈣，其經(jīng)濟(jì)性不言而喻。因?yàn)樗梢匀〈允蜑樵系暮铣蓸?shù)脂，相當(dāng)于國(guó)家建設(shè)較少2-3大型石化廠不僅可以節(jié)省數(shù)百億元的投資，還可以節(jié)省地球上**、日益成為國(guó)家戰(zhàn)略資源的石油，為環(huán)境做出不可磨滅的貢獻(xiàn)。

多年的應(yīng)用實(shí)踐表明，碳酸鈣不僅可以降低塑料制品的原材料成本，還可以提高塑料材料的某些性能。近年來(lái)，研究**了令人滿(mǎn)意的成果。許多高校和科研機(jī)構(gòu)的研究成果表明，如果適當(dāng)使用不同類(lèi)型的碳酸鈣，可以顯著提高基體塑料的性能，但輕碳酸鈣和重碳酸鈣的區(qū)別一直困擾著大多數(shù)用戶(hù)。本文的作者從多個(gè)方面介紹了它的差異。

1 不同的來(lái)源方式

輕質(zhì)碳酸鈣是一種化學(xué)合成碳酸鈣，也被稱(chēng)為沉淀碳酸鈣、膠體碳酸鈣或活性碳酸鈣，甚至可以產(chǎn)生納米碳酸鈣，被稱(chēng)為輕鈣。它是石灰石原料煅燒石灰和二氧化碳，加水消化石灰產(chǎn)生石灰牛奶，其主要成分氫氧化鈣，通過(guò)二氧化碳石灰牛奶產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，通過(guò)脫水、干燥和破碎，或通過(guò)碳酸和氯化鈣復(fù)合分解反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，通過(guò)脫水、干燥和破碎。重質(zhì)碳酸鈣被稱(chēng)為重鈣，是通過(guò)機(jī)械方法直接粉碎**方解石、大理石、白堊、貝殼等。

2 堆積密度不同

重鈣和輕鈣較明顯的區(qū)別在于產(chǎn)品的堆積密度不同，重鈣產(chǎn)品的堆積密度較大，一般為0.8-1.3g/cm3；輕鈣產(chǎn)品堆積密度小，多為0.5-0.7g/cm3；一些納米碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度甚至較低，可達(dá)到0.28g/cm3左右。重鈣和輕鈣產(chǎn)品也可以通過(guò)產(chǎn)品的包裝體積粗略區(qū)分。一般重鈣產(chǎn)品多為25kg/包裝產(chǎn)品包裝體積小，同等質(zhì)量的輕鈣產(chǎn)品包裝體積明顯大。一些納米碳酸鈣產(chǎn)品也被使用15kg/包或20kg/包裝。

3 不同的白度

由于重鈣產(chǎn)品雜質(zhì)較多，產(chǎn)品白度一般為89%-93%，只有少數(shù)產(chǎn)品能達(dá)到95%。由于化學(xué)合成，輕鈣產(chǎn)品去除了大量雜質(zhì)，純度高，所以白度大多是92%-95有些產(chǎn)品可以達(dá)到96%-97這也是輕鈣產(chǎn)品多用于高檔或淺色產(chǎn)品填充的主要原因。




4 含水量不同

重鈣產(chǎn)品的水分一般為0.2%-0.3%，水分含量相對(duì)較低，但也相對(duì)穩(wěn)定，一些高檔重鈣產(chǎn)品甚至可以達(dá)到水分0.1約%。普通輕鈣產(chǎn)品的水分。0.3%-0.8%，有時(shí)會(huì)有一些不穩(wěn)定的波動(dòng)。傳統(tǒng)上，重量和輕鈣的區(qū)別在于用水儀水分。水分大到近1%的是輕鈣，小到0.1重鈣**%。

5 粒徑不同

重鈣產(chǎn)品的粒徑為0.5-45um產(chǎn)品粒徑因破碎設(shè)備而異。普通輕鈣產(chǎn)品的粒徑一般為0.5-15um，由于顆粒形狀為紡錘形，難以準(zhǔn)確測(cè)量，一般在一定范圍內(nèi)；輕鈣中的納米碳酸鈣粒徑較細(xì)，尺寸一般較大20-200nm。普通輕質(zhì)碳酸鈣的粒度一般在2500目左右，可以滿(mǎn)足要求PVC管道和型材的性能需要，因此傳統(tǒng)上從粒度上考慮PVC輕質(zhì)碳酸鈣用于管道和型材。過(guò)去，由于破碎設(shè)備的限制，重質(zhì)碳酸鈣的細(xì)度較大。現(xiàn)在重質(zhì)碳酸鈣的粒度可以完全滿(mǎn)足需求，甚至比輕質(zhì)碳酸鈣較薄。因此，目前PVC可選用管材和型材。

粒度分析儀可用于測(cè)定碳酸鈣粒徑。

6 味道不同

石灰石煅燒后，輕鈣去除了許多雜質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，白度高，純度高。然而，由于氧化鈣反應(yīng)不完全，國(guó)內(nèi)一些輕鈣仍有石灰味。如果用于食品工業(yè)，如填充餅干，會(huì)有窒息的味道，但沒(méi)有重鈣。此外，過(guò)量的氧化鈣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在水基系統(tǒng)中呈堿性或堿性PH值不易調(diào)節(jié)，導(dǎo)致成品不穩(wěn)定。此外，兩者的磷酸含量不同，有時(shí)在輕鈣中調(diào)節(jié)PH需要在合理范圍內(nèi)添加少量磷酸，而不需要重鈣。

7 顆粒形狀不同

根據(jù)高倍顯微鏡，由于重鈣產(chǎn)品的機(jī)械破碎和分級(jí)，顆粒形狀一般為立方體、多棱體、矩形等不規(guī)則形狀，見(jiàn)圖1所示。對(duì)于不同的重鈣加工方法，碳酸鈣的微觀形狀不同，如紡錘形碳酸鈣，氣流磨碳酸鈣為顆粒形。

普通輕鈣顆粒相對(duì)規(guī)則，在完全分散的情況下通常呈紡錘形，見(jiàn)圖2所示。對(duì)于輕碳酸鈣，合成產(chǎn)品的顆粒形狀可以人工控制，控制劑可以添加到碳化過(guò)程中進(jìn)行控制。目前開(kāi)發(fā)的控制劑包括無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)堿、**酸（氨基酸）、酒精、糖、蛋白質(zhì)和特殊結(jié)構(gòu)的生物聚合物，如雙親水嵌入聚合物PEG-b-PMAA在不同濃度和不同PH在值下，可分別制成菱形、花生形、長(zhǎng)棒形、球形和啞鈴形碳酸。例如，樹(shù)枝形聚合物聚天冬氨酸可制成螺旋形碳酸，陰離子右旋糖苷可獲得球形碳酸鈣。







圖1 重鈣SEM圖2 輕鈣SEM照片

8 晶型不同

對(duì)于不同產(chǎn)地的重碳酸鈣，碳酸鈣具有固定的晶體形狀，破碎和細(xì)化不會(huì)改變晶體形狀。方解石重鈣一般為六方晶體，大理石重鈣為立方晶體。對(duì)于輕碳酸鈣，在具體的碳化制備過(guò)程中，三種晶體碳酸鈣同時(shí)以不同的比例出現(xiàn)。為了獲得一個(gè)單一和純的晶體類(lèi)型，有必要控制成型過(guò)程。輕碳酸鈣的三種晶體類(lèi)型為：

8.1 方解石晶型

這是碳酸鈣較穩(wěn)定的晶體類(lèi)型，屬于六方晶體系統(tǒng)。礦物碳酸鈣通常以這種晶體類(lèi)型存儲(chǔ)，具有這種晶體類(lèi)型的碳酸鈣覆蓋力大、白度高、純度好、耐熱、耐腐蝕、耐化學(xué)穩(wěn)定性。

8.2 文石晶型

常溫下為碳酸鈣亞穩(wěn)定晶型，屬斜方晶系，碳酸鈣長(zhǎng)徑比高，常用于聚合物補(bǔ)強(qiáng)復(fù)合材料。

8.3 球獵石晶型

碳酸鈣是較不穩(wěn)定的晶體類(lèi)型，只有少量的**材料，并在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為方解石晶體或文石晶體，這種晶體碳酸鈣對(duì)生物生命和健康起著非常重要的作用，研究發(fā)現(xiàn)樹(shù)枝聚合物電介質(zhì)和一些低分子聚合物電介質(zhì)可以促進(jìn)穩(wěn)定的球石晶體生成。

9 吸油值不同

輕質(zhì)碳酸鈣的吸油值為60-90 ml/100mg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重質(zhì)碳酸鈣的40-60 ml/100mg，因此，吸收液體和樹(shù)脂的性能非常好。如果配方中含有液體添加劑，則應(yīng)選擇吸油量小的重碳酸。吸油值大的無(wú)機(jī)粉末會(huì)增加需要處理的偶聯(lián)劑量。例如，碳酸鈣的吸油值是由40ml/100mg增大到50ml/100mg，在PVC如果在配方中選擇輕質(zhì)碳酸，則需要消耗更多的液體添加劑和PVC因此，從吸油值來(lái)看，應(yīng)盡量選擇吸油值低的重質(zhì)碳酸鈣。

10 流動(dòng)性不同

從流動(dòng)性的角度來(lái)看，輕碳酸鈣的微觀結(jié)構(gòu)是紡錘的形狀，其流動(dòng)性不如重碳酸鈣好。一般來(lái)說(shuō)，如果添加量**過(guò)25份，會(huì)嚴(yán)重影響流動(dòng)性，而重碳酸鈣是顆粒狀的，可以促進(jìn)流動(dòng)性，添加量不受限制PVC如果在管道配方中添加25份以上的碳酸鈣，較好從流動(dòng)性上選擇重質(zhì)碳酸鈣。

11 價(jià)格不同

重質(zhì)碳酸鈣的加工主要通過(guò)機(jī)械破碎和研磨實(shí)現(xiàn)；輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)沉淀制成的。后者比前者復(fù)雜得多，要求也相應(yīng)嚴(yán)格得多。因此，相同粒徑的重質(zhì)碳酸鈣比輕質(zhì)碳酸鈣*30%左右。如果性能允許，選擇重質(zhì)碳酸鈣較經(jīng)濟(jì)、較*。

12 改性功能不同

重碳酸鈣和輕碳酸鈣的改性效果有細(xì)微差異。重碳酸鈣具有良好的拉伸強(qiáng)度，而輕碳酸鈣具有良好的沖擊強(qiáng)度和剛度。一般來(lái)說(shuō)，輕鈣塑料表面較光滑，密度較低；重鈣塑料的加工流動(dòng)性較好，粒徑小的重鈣填充塑料性能較好。

結(jié)論

正確區(qū)分輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣，根據(jù)具體配方設(shè)計(jì)的性能選擇具有重要意義，使材料能夠滿(mǎn)足性能，降低成本。





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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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