Le carbonate de calcium est un sel minéral inorganique important et largement utilisé, communément appelé « glutamate monosodique industriel » et l'une des charges couramment utilisées dans diverses industries.
Les ingrédients principaux
Le carbonate de calcium lourd est principalement un matériau en poudre obtenu par broyage mécanique et traitement de minéraux naturels tels que la calcite, le marbre, le calcaire, la craie et le marbre blanc comme matières premières ;
Le carbonate de calcium léger est principalement un matériau en poudre obtenu à partir de calcaire comme matière première par des processus tels que la calcination, la digestion, la carbonisation, la déshydratation, le séchage et la classification.
Densité apparente du produit
La différence de densité apparente du produit est la différence la plus évidente entre le carbonate de calcium lourd et le carbonate de calcium léger.
La densité apparente des produits lourds à base de carbonate de calcium est relativement importante, généralement de 0,8 à 1,3 g/cm3 ;
La densité apparente des produits légers à base de carbonate de calcium est faible, généralement de 0,5 à 0,7 g/cm3, et la densité apparente de certains produits nanocarbonates de calcium peut même atteindre environ 0,28 g/cm3.
Valeur d'absorption d'huile
Le carbonate de calcium lourd a une faible valeur d'absorption d'huile en raison de ses grosses particules, de sa surface lisse et de sa petite surface spécifique, généralement autour de 40 à 60 ml/100 g ;
Le carbonate de calcium léger a des particules fines, une surface rugueuse et une grande surface spécifique, de sorte que sa valeur d'absorption d'huile est élevée, généralement autour de 60 à 90 ml/100 g.
Blancheur
Le carbonate de calcium lourd contient relativement plus d'impuretés, de sorte que la blancheur du produit est généralement de 89% à 93%, et très peu de produits peuvent atteindre 95% ;
Les produits légers à base de carbonate de calcium ont une pureté élevée, de sorte que la blancheur est généralement de 92% à 95%, et certains produits peuvent atteindre 96% à 97%.
Teneur en humidité
La teneur en humidité des produits lourds à base de carbonate de calcium est généralement comprise entre 0,2% et 0,3%. La teneur en humidité est relativement faible et relativement stable. La teneur en humidité de certains produits haut de gamme peut même atteindre environ 0,1% ;
Les produits légers ordinaires à base de carbonate de calcium ont une teneur en humidité de 0,3% à 0,8%, qui fluctue parfois et est instable.
Caractéristiques de la poudre
Les caractéristiques de la poudre lourde de carbonate de calcium sont les suivantes : forme irrégulière des particules, les particules ont certains bords et coins et la surface est rugueuse ; la différence de taille des particules est grande, la distribution granulométrique est large et la taille des particules est grande. Le concassage et le raffinage ne modifieront pas la forme cristalline du carbonate de calcium lourd. Généralement, le carbonate de calcium lourd de calcite se présente sous la forme cristalline hexagonale et le carbonate de calcium lourd en marbre se présente sous la forme cristalline cubique, ce qui est principalement lié au lieu d'origine.
Les caractéristiques de la poudre légère de carbonate de calcium sont les suivantes : les particules ont une forme régulière et peuvent être considérées comme une poudre monodispersée ; la distribution granulométrique est étroite. Selon la forme des grains cristallins, le carbonate de calcium léger peut être divisé en forme de fuseau, cubique, en forme d'aiguille, en forme de chaîne, sphérique, feuilleté et en forme de losange.
La taille des particules
Le carbonate de calcium en forme de fuseau est la forme cristalline la plus courante parmi les carbonates de calcium légers, avec une taille moyenne de particules sur un axe long de 5 à 12 μm et une taille moyenne de particules sur un axe court de 1 à 3 μm ;
La taille moyenne des particules du carbonate de calcium en forme d'aiguille est de 0,01 à 0,1 μm et le rapport d'aspect moyen est de 5 à 100 ;
La taille moyenne des particules du carbonate de calcium en chaîne est de 0,01 à 0,1 μm et le rapport d'aspect moyen est de 10 à 50 ;
La taille moyenne des particules du carbonate de calcium sphérique est de 0,03 à 0,05 μm ;
La taille moyenne des particules de carbonate de calcium cubique est de 0,02 à 0,1 μm ;
La taille moyenne des particules de carbonate de calcium en flocons est de 1 à 3 µm.
En raison de la réaction incomplète de l'oxyde de calcium, le carbonate de calcium léger a un goût résiduel de calcaire. Il aura un goût étouffant lors du remplissage des biscuits, contrairement au carbonate de calcium lourd.
La taille des particules des produits lourds à base de carbonate de calcium varie de 0,5 à 45 μm. Selon sa taille moyenne initiale de particules (d), il est divisé en : carbonate de calcium grossièrement broyé (> 3 μm), carbonate de calcium finement broyé (1-3 μm) et carbonate de calcium ultrafin. (0,5-1 μm) ;
Les performances des applications varient
Champ d'application du carbonate de calcium : produits en plastique, caoutchouc, fabrication du papier, mousse EVA, matériaux pour chaussures, cuir artificiel, revêtements, encres, matériaux de construction, fils et câbles, artisanat, adhésifs, dentifrice et autres industries.
Lors du processus d'application, les produits lourds à base de calcium sont principalement utilisés dans des industries telles que la fabrication du papier, du caoutchouc et du plastique. La quantité de remplissage est généralement importante et ils sont principalement utilisés comme charges volumétriques pour réduire le coût de fabrication des produits appliqués. Les produits légers à base de calcium ont une gamme d'applications relativement large, principalement pour le remplissage de volume, tandis que les produits nanocarbonates de calcium sont souvent utilisés comme charges fonctionnelles telles que la modification ou le renforcement pendant le processus d'application, et la quantité de remplissage est généralement faible. Les principaux domaines d'application des produits légers à base de carbonate de calcium sont les plastiques, le caoutchouc, les revêtements, les adhésifs et les encres.
En prenant les plastiques comme exemple, le carbonate de calcium est largement utilisé dans les résines de remplissage telles que le polychlorure de vinyle (PVC), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP) et le copolymère acrylonitrile butadiène-styrène (ABS). L'ajout de carbonate de calcium a un certain effet sur l'amélioration de certaines propriétés des produits en plastique afin d'élargir leur champ d'application. Dans le traitement du plastique, ils peuvent réduire le retrait de la résine, améliorer la rhéologie et contrôler la viscosité. Il peut également jouer les rôles suivants :
(1) Améliorer la stabilité dimensionnelle des produits en plastique
L'ajout de carbonate de calcium joue un rôle de squelette dans les produits en plastique et joue un rôle important dans la stabilisation de la taille des produits en plastique.
(2) Améliorer la dureté et la rigidité des produits en plastique
Dans les plastiques, en particulier le polychlorure de vinyle souple, la dureté augmente progressivement avec la quantité de carbonate de calcium ajoutée et l'allongement diminue avec l'augmentation de la dureté. Le carbonate de calcium avec des particules fines et une grande valeur d'absorption d'huile a un taux de croissance de dureté élevé. Au contraire, les particules de carbonate de calcium ayant une faible valeur d'absorption du pétrole brut auront un faible taux de croissance de la dureté du plastique. Parmi le polychlorure de vinyle mou, le carbonate de calcium lourd a le taux de croissance de dureté le plus faible, suivi du carbonate de calcium précipité (léger).
Le carbonate de calcium ne peut généralement pas jouer un rôle de renforcement dans les plastiques (résines). Les particules de carbonate de calcium peuvent souvent être infiltrées par la résine. Par conséquent, la fonction normale de l’ajout de carbonate de calcium est d’augmenter la rigidité de la résine et d’augmenter le module élastique et la dureté. À mesure que la quantité ajoutée augmente, la résistance à la traction et l’allongement extrême diminuent.
Différents carbonates de calcium, avec différentes quantités ajoutées, auront des duretés différentes.
(3) Améliorer les performances de traitement du plastique
L'ajout de carbonate de calcium peut modifier les propriétés rhéologiques des plastiques. La poudre de carbonate de calcium est souvent ajoutée en grande quantité, ce qui l'aide à se mélanger avec d'autres composants et facilite également le traitement et le formage des plastiques.
L'ajout de carbonate de calcium, en particulier l'ajout de carbonate de calcium traité en surface, peut non seulement améliorer la dureté du produit, mais également améliorer le brillant de surface et le lissé de surface du produit.
L'ajout de carbonate de calcium peut réduire le retrait, le coefficient de dilatation linéaire et les propriétés de fluage des produits en plastique, créant ainsi des conditions de traitement et de formage.
(4) Améliorer la résistance thermique des produits en plastique
L'ajout de carbonate de calcium aux produits en plastique généraux peut améliorer la résistance à la chaleur. Par exemple : l'ajout d'environ 40% de carbonate de calcium au polypropylène peut améliorer la résistance à la chaleur d'environ 200 °C. Lorsque le taux de remplissage est ≤20%, la température de résistance à la chaleur augmente de 8 à 130°C.
(5) Améliorer l'astigmatisme des plastiques
Parmi les produits en plastique, certains produits nécessitent un blanchiment et une opacité, tandis que d'autres souhaitent être matés. L'ajout de carbonate de calcium peut jouer un certain rôle à cet égard.
Le carbonate de calcium d'une blancheur supérieure à 90 a un effet blanchissant évident dans les produits en plastique. En combinaison avec le dioxyde de titane et la lithopone, les propriétés mates des produits plastiques sont grandement améliorées.
Dans le papier plastique calcique, dans les films en polyéthylène basse densité (LDPE) et en polyéthylène haute densité (HDPE), l'ajout de carbonate de calcium peut produire des effets d'astigmatisme et de matage, le rendant ainsi adapté à l'écriture et à l'impression.
Le carbonate de calcium ayant une meilleure blancheur peut également remplacer les pigments blancs coûteux.
(6) Les produits peuvent avoir certaines propriétés particulières
Le carbonate de calcium ajouté aux matériaux des câbles a un certain effet isolant. L'ajout de carbonate de calcium peut améliorer les performances de galvanoplastie et les performances d'impression de certains produits.
Du carbonate de calcium fin ou ultrafin est ajouté au chlorure de polyvinyle (PVC) pour avoir un certain effet ignifuge.
(7) Réduire le coût des produits en plastique
Les prix du carbonate de calcium léger ordinaire et du carbonate de calcium lourd sont bien inférieurs à ceux du plastique. L'ajout de carbonate de calcium réduira le coût des produits en plastique. Le carbonate de calcium est appelé charge ou diluant à l'étranger.
A ce stade, l’objectif principal de l’ajout de carbonate de calcium est de réduire le coût des plastiques. Avec l'amélioration des propriétés de surface du carbonate de calcium ainsi que de la forme et de la taille des particules contrôlables, le carbonate de calcium deviendra progressivement une charge fonctionnelle dans le but de renforcer ou de conférer une fonctionnalité.