Kalsium karbonat merupakan mineral garam anorganik yang penting dan banyak digunakan, umumnya dikenal sebagai “monosodium glutamat industri” dan salah satu bahan pengisi yang umum digunakan di berbagai industri.
Bahan utama
Kalsium karbonat berat terutama merupakan bahan bubuk yang diperoleh melalui penggilingan mekanis dan pengolahan mineral alami seperti kalsit, marmer, batu kapur, kapur, dan marmer putih sebagai bahan mentah;
Kalsium karbonat ringan terutama merupakan bahan bubuk yang diperoleh dari batu kapur sebagai bahan mentah melalui proses seperti kalsinasi, pencernaan, karbonisasi, dehidrasi, pengeringan, dan klasifikasi.
Kepadatan massal produk
Perbedaan kepadatan massal produk adalah perbedaan paling jelas antara kalsium karbonat berat dan kalsium karbonat ringan.
Kepadatan curah produk kalsium karbonat berat relatif besar, umumnya 0,8~1,3g/cm3;
Massa jenis produk kalsium karbonat ringan kecil, umumnya 0,5-0,7g/cm3, dan massa jenis beberapa produk nano-kalsium karbonat bahkan dapat mencapai sekitar 0,28g/cm3.
Nilai penyerapan minyak
Kalsium karbonat berat memiliki nilai penyerapan minyak yang rendah karena partikelnya yang besar, permukaannya halus, dan luas permukaan spesifiknya kecil, umumnya sekitar 40-60mL/100g;
Kalsium karbonat ringan memiliki partikel halus, permukaan kasar, dan luas permukaan spesifik yang besar, sehingga nilai serapan minyaknya tinggi, umumnya sekitar 60-90mL/100g.
Putihnya
Kalsium karbonat berat memiliki pengotor yang relatif lebih banyak, sehingga warna putih produk umumnya 89% hingga 93%, dan sangat sedikit produk yang dapat mencapai 95%;
Produk kalsium karbonat ringan memiliki kemurnian tinggi, sehingga warna putih umumnya 92% hingga 95%, dan beberapa produk dapat mencapai 96% hingga 97%.
Kadar air
Kadar air produk kalsium karbonat berat umumnya 0,2% hingga 0,3%. Kadar airnya relatif rendah dan relatif stabil. Kadar air beberapa produk kelas atas bahkan bisa mencapai sekitar 0,1%;
Produk kalsium karbonat ringan biasa memiliki kadar air 0,3% hingga 0,8%, yang terkadang berfluktuasi dan tidak stabil.
Karakteristik bubuk
Ciri-ciri bubuk kalsium karbonat berat adalah: bentuk partikel tidak beraturan, partikel mempunyai tepi dan sudut tertentu, serta permukaan kasar; perbedaan ukuran partikelnya besar, distribusi ukuran partikelnya lebar, dan ukuran partikelnya besar. Penghancuran dan pemurnian tidak akan mengubah bentuk kristal kalsium karbonat berat. Umumnya kalsium karbonat berat kalsit berbentuk kristal heksagonal, dan kalsium karbonat berat marmer berbentuk kristal kubik, yang terutama berkaitan dengan tempat asalnya.
Ciri-ciri bubuk kalsium karbonat ringan adalah: partikelnya berbentuk teratur dan dapat dikatakan sebagai bubuk monodispersi; distribusi ukuran partikelnya sempit. Menurut bentuk butiran kristalnya, kalsium karbonat ringan dapat dibagi menjadi berbentuk gelendong, kubik, berbentuk jarum, berbentuk rantai, bulat, bersisik dan berbentuk belah ketupat.
Ukuran partikel
Kalsium karbonat berbentuk gelendong adalah bentuk kristal yang paling umum di antara kalsium karbonat ringan, dengan ukuran partikel sumbu panjang rata-rata 5-12 μm dan ukuran partikel sumbu pendek rata-rata 1-3 μm;
Ukuran partikel rata-rata kalsium karbonat berbentuk jarum adalah 0,01-0,1μm, dan rasio aspek rata-rata adalah 5-100;
Ukuran partikel rata-rata rantai kalsium karbonat adalah 0,01-0,1μm, dan rasio aspek rata-rata adalah 10-50;
Ukuran partikel rata-rata kalsium karbonat bulat adalah 0,03-0,05μm;
Ukuran partikel rata-rata kalsium karbonat kubik adalah 0,02-0,1μm;
Ukuran partikel rata-rata serpihan kalsium karbonat adalah 1-3 μm.
Karena reaksi kalsium oksida yang tidak sempurna, kalsium karbonat ringan memiliki sisa rasa jeruk nipis. Akan ada rasa tersedak saat mengisi biskuit, sedangkan kalsium karbonat berat tidak.
Ukuran partikel produk kalsium karbonat berat berkisar antara 0,5 hingga 45 μm. Menurut ukuran partikel rata-rata aslinya (d), ia dibagi menjadi: kalsium karbonat yang digiling kasar (>3μm), kalsium karbonat yang digiling halus (1-3μm), dan kalsium karbonat ultrahalus. (0,5-1μm);
Kinerja aplikasi bervariasi
Lingkup penerapan kalsium karbonat: produk plastik, karet, pembuatan kertas, busa EVA, bahan sepatu, kulit buatan, pelapis, tinta, bahan bangunan, kawat dan kabel, kerajinan tangan, perekat, pasta gigi dan industri lainnya.
Selama proses penerapannya, produk kalsium berat terutama digunakan dalam industri seperti pembuatan kertas, karet dan plastik. Jumlah pengisian umumnya besar dan terutama digunakan sebagai pengisi volume untuk mengurangi biaya produksi produk yang diterapkan. Produk kalsium ringan memiliki cakupan aplikasi yang relatif luas, terutama untuk pengisian volume, sedangkan produk nano kalsium karbonat sering digunakan sebagai pengisi fungsional seperti modifikasi atau penguatan selama proses aplikasi, dan jumlah pengisian umumnya kecil. Area aplikasi utama produk kalsium karbonat ringan adalah plastik, karet, pelapis, perekat dan tinta.
Mengambil plastik sebagai contoh, kalsium karbonat banyak digunakan dalam resin pengisi seperti polivinil klorida (PVC), polietilen (PE), polipropilen (PP), dan kopolimer akrilonitril butadiena-stirena (ABS). Menambahkan kalsium karbonat memiliki efek tertentu pada peningkatan sifat tertentu dari produk plastik untuk memperluas jangkauan penerapannya. Dalam pengolahan plastik, bahan ini dapat mengurangi penyusutan resin, meningkatkan reologi, dan mengontrol viskositas. Itu juga dapat memainkan peran berikut:
(1) Meningkatkan stabilitas dimensi produk plastik
Penambahan kalsium karbonat berperan penting dalam produk plastik dan berperan besar dalam menstabilkan ukuran produk plastik.
(2) Meningkatkan kekerasan dan kekakuan produk plastik
Pada plastik, terutama polivinil klorida lunak, kekerasannya meningkat secara bertahap seiring dengan bertambahnya jumlah kalsium karbonat, dan perpanjangannya menurun seiring dengan meningkatnya kekerasan. Kalsium karbonat dengan partikel halus dan nilai serapan minyak yang besar memiliki laju pertumbuhan kekerasan yang besar. Sebaliknya partikel kalsium karbonat dengan nilai serapan minyak mentah yang kecil akan memiliki laju pertumbuhan kekerasan plastik yang kecil. Di antara polivinil klorida lunak, kalsium karbonat berat memiliki tingkat pertumbuhan kekerasan terkecil, diikuti oleh kalsium karbonat yang diendapkan (ringan).
Kalsium karbonat umumnya tidak dapat berperan sebagai penguat dalam plastik (resin). Partikel kalsium karbonat seringkali dapat disusupi oleh resin. Oleh karena itu, fungsi normal penambahan kalsium karbonat adalah untuk meningkatkan kekakuan resin dan meningkatkan modulus elastisitas dan kekerasan. Dengan bertambahnya jumlah penambahan, kekuatan tarik dan perpanjangan ekstrim menurun.
Kalsium karbonat yang berbeda, dengan jumlah penambahan yang berbeda, akan memiliki kekerasan yang berbeda.
(3) Meningkatkan kinerja pemrosesan plastik
Penambahan kalsium karbonat dapat mengubah sifat reologi plastik. Bubuk kalsium karbonat sering ditambahkan dalam jumlah banyak, yang membantunya bercampur dengan komponen lain dan juga membantu dalam pemrosesan dan pembentukan plastik.
Penambahan kalsium karbonat, terutama penambahan kalsium karbonat yang diolah pada permukaan, tidak hanya dapat meningkatkan kekerasan produk, tetapi juga meningkatkan kilap permukaan dan kehalusan permukaan produk.
Penambahan kalsium karbonat dapat mengurangi penyusutan, koefisien muai panjang, dan sifat mulur produk plastik, sehingga menciptakan kondisi untuk pemrosesan dan pembentukan.
(4) Meningkatkan ketahanan panas produk plastik
Menambahkan kalsium karbonat ke produk plastik umum dapat meningkatkan ketahanan terhadap panas. Misalnya: menambahkan sekitar 40% kalsium karbonat ke polipropilena dapat meningkatkan ketahanan panas sekitar 200C. Ketika rasio pengisian ≤20%, suhu tahan panas meningkat 8 hingga 130C.
(5) Meningkatkan astigmatisme plastik
Di antara produk plastik, beberapa produk memerlukan pemutihan dan keburaman, sementara produk lainnya ingin dibuat kusut. Penambahan kalsium karbonat dapat memainkan peran tertentu dalam hal ini.
Kalsium karbonat dengan tingkat keputihan di atas 90 memiliki efek memutihkan yang jelas pada produk plastik. Dikombinasikan dengan titanium dioksida dan lithopone, sifat matt produk plastik meningkat pesat.
Pada kertas plastik kalsium, dalam film polietilen densitas rendah (LDPE) dan polietilen densitas tinggi (HDPE), penambahan kalsium karbonat dapat menghasilkan efek astigmatisme dan anyaman, sehingga cocok untuk menulis dan mencetak.
Kalsium karbonat dengan warna putih lebih baik juga dapat menggantikan pigmen putih yang mahal.
(6) Produk dapat mempunyai sifat khusus tertentu
Kalsium karbonat yang ditambahkan ke bahan kabel memiliki efek isolasi tertentu. Penambahan kalsium karbonat dapat meningkatkan kinerja pelapisan listrik dan kinerja pencetakan produk tertentu.
Kalsium karbonat halus atau ultrahalus ditambahkan ke polivinil klorida (PVC) untuk mendapatkan efek tahan api tertentu.
(7) Mengurangi biaya produk plastik
Harga kalsium karbonat ringan biasa dan kalsium karbonat berat jauh lebih rendah dibandingkan harga plastik. Penambahan kalsium karbonat akan menurunkan harga produk plastik. Kalsium karbonat disebut filler atau extender di luar negeri.
Pada tahap ini, tujuan utama penambahan kalsium karbonat adalah untuk mengurangi harga plastik. Dengan peningkatan sifat permukaan kalsium karbonat dan bentuk serta ukuran partikel yang dapat dikontrol, kalsium karbonat secara bertahap akan menjadi pengisi fungsional dengan tujuan untuk memperkuat atau menambah fungsionalitas.