Kalsium karbonat ialah mineral garam tak organik yang penting dan digunakan secara meluas, biasanya dikenali sebagai "monosodium glutamat industri" dan salah satu pengisi yang biasa digunakan dalam pelbagai industri.
Bahan utama
Kalsium karbonat berat adalah terutamanya bahan serbuk yang diperolehi melalui pengisaran mekanikal dan pemprosesan mineral semula jadi seperti kalsit, marmar, batu kapur, kapur, dan marmar putih sebagai bahan mentah;
Kalsium karbonat ringan adalah terutamanya bahan serbuk yang diperoleh daripada batu kapur sebagai bahan mentah melalui proses seperti pengkalsinan, penghadaman, pengkarbonan, dehidrasi, pengeringan, dan pengelasan.
Ketumpatan pukal produk
Perbezaan dalam ketumpatan pukal produk adalah perbezaan yang paling jelas antara kalsium karbonat berat dan kalsium karbonat ringan.
Ketumpatan pukal produk kalsium karbonat berat agak besar, secara amnya 0.8~1.3g/cm3;
Ketumpatan pukal produk kalsium karbonat ringan adalah kecil, umumnya 0.5-0.7g/cm3, dan ketumpatan pukal sesetengah produk nano-kalsium karbonat bahkan boleh mencapai kira-kira 0.28g/cm3.
Nilai serapan minyak
Kalsium karbonat berat mempunyai nilai penyerapan minyak yang rendah kerana zarahnya yang besar, permukaan licin, dan luas permukaan khusus yang kecil, secara amnya sekitar 40-60mL/100g;
Kalsium karbonat ringan mempunyai zarah halus, permukaan kasar, dan luas permukaan khusus yang besar, jadi nilai penyerapan minyaknya tinggi, secara amnya sekitar 60-90mL/100g.
Keputihan
Kalsium karbonat berat mempunyai lebih banyak kekotoran, jadi keputihan produk biasanya 89% hingga 93%, dan sangat sedikit produk yang boleh mencapai 95%;
Produk kalsium karbonat ringan mempunyai ketulenan yang tinggi, jadi keputihan biasanya 92% hingga 95%, dan sesetengah produk boleh mencapai 96% hingga 97%.
Kandungan lembapan
Kandungan lembapan produk kalsium karbonat berat biasanya 0.2% hingga 0.3%. Kandungan lembapan agak rendah dan agak stabil. Kandungan lembapan sesetengah produk mewah bahkan boleh mencapai kira-kira 0.1%;
Produk kalsium karbonat ringan biasa mempunyai kandungan lembapan 0.3% hingga 0.8%, yang kadangkala turun naik dan tidak stabil.
Ciri-ciri serbuk
Ciri-ciri serbuk kalsium karbonat berat ialah: bentuk zarah yang tidak teratur, dan zarah mempunyai tepi dan sudut tertentu, dan permukaannya kasar; perbezaan saiz zarah adalah besar, taburan saiz zarah adalah luas, dan saiz zarah adalah besar. Penghancuran dan penapisan tidak akan mengubah bentuk kristal kalsium karbonat berat. Secara amnya, kalsium karbonat berat kalsit adalah dalam bentuk kristal heksagon, dan kalsium karbonat berat marmar adalah dalam bentuk kristal padu, yang terutamanya berkaitan dengan tempat asal.
Ciri-ciri serbuk kalsium karbonat ringan ialah: zarah mempunyai bentuk biasa dan boleh dianggap sebagai serbuk monodisperse; taburan saiz zarah adalah sempit. Mengikut bentuk butiran kristal, kalsium karbonat ringan boleh dibahagikan kepada berbentuk gelendong, kubik, berbentuk jarum, berbentuk rantai, sfera, berkeringat dan berbentuk rombus.
Saiz Zarah
Kalsium karbonat berbentuk gelendong ialah bentuk kristal yang paling biasa di kalangan kalsium karbonat ringan, dengan saiz zarah paksi panjang purata 5-12 μm dan saiz zarah paksi pendek purata 1-3 μm;
Saiz zarah purata kalsium karbonat berbentuk jarum ialah 0.01-0.1μm, dan nisbah aspek purata ialah 5-100;
Saiz zarah purata rantai kalsium karbonat ialah 0.01-0.1μm, dan nisbah aspek purata ialah 10-50;
Saiz zarah purata kalsium karbonat sfera ialah 0.03-0.05μm;
Saiz zarah purata kalsium karbonat padu ialah 0.02-0.1μm;
Saiz zarah purata kalsium karbonat serpihan ialah 1-3 μm.
Disebabkan tindak balas kalsium oksida yang tidak lengkap, kalsium karbonat ringan mempunyai sisa rasa kapur. Ia akan mempunyai rasa tercekik apabila mengisi biskut, manakala kalsium karbonat berat tidak.
Saiz zarah produk kalsium karbonat berat adalah antara 0.5 hingga 45 μm. Mengikut saiz zarah purata asalnya (d), ia dibahagikan kepada: kalsium karbonat yang dikisar kasar (>3μm), kalsium karbonat yang dikisar halus (1-3μm), dan kalsium karbonat ultrahalus. (0.5-1μm);
Prestasi aplikasi berbeza-beza
Skop penggunaan kalsium karbonat: produk plastik, getah, pembuatan kertas, berbuih EVA, bahan kasut, kulit tiruan, salutan, dakwat, bahan binaan, wayar dan kabel, kraftangan, pelekat, ubat gigi dan industri lain.
Semasa proses permohonan, produk kalsium berat digunakan terutamanya dalam industri seperti pembuatan kertas, getah dan plastik. Jumlah pengisian biasanya besar dan ia digunakan terutamanya sebagai pengisi volum untuk mengurangkan kos pembuatan produk yang digunakan. Produk kalsium ringan mempunyai julat aplikasi yang agak luas, terutamanya untuk pengisian volum, manakala produk kalsium karbonat nano sering digunakan sebagai pengisi berfungsi seperti pengubahsuaian atau pengukuhan semasa proses permohonan, dan jumlah pengisian biasanya kecil. Bidang aplikasi utama produk kalsium karbonat ringan ialah plastik, getah, salutan, pelekat dan dakwat.
Mengambil plastik sebagai contoh, kalsium karbonat digunakan secara meluas dalam mengisi resin seperti polivinil klorida (PVC), polietilena (PE), polipropilena (PP), dan kopolimer akrilonitril butadiena-stirena (ABS). Menambah kalsium karbonat mempunyai kesan tertentu ke atas memperbaiki sifat tertentu produk plastik untuk mengembangkan julat penggunaannya. Dalam pemprosesan plastik, mereka boleh mengurangkan pengecutan resin, meningkatkan reologi, dan mengawal kelikatan. Ia juga boleh memainkan peranan berikut:
(1) Meningkatkan kestabilan dimensi produk plastik
Penambahan kalsium karbonat memainkan peranan rangka dalam produk plastik dan memainkan peranan yang besar dalam menstabilkan saiz produk plastik.
(2) Meningkatkan kekerasan dan ketegaran produk plastik
Dalam plastik, terutamanya polivinil klorida lembut, kekerasan secara beransur-ansur meningkat dengan jumlah kalsium karbonat yang ditambah, dan pemanjangan berkurangan dengan peningkatan kekerasan. Kalsium karbonat dengan zarah halus dan nilai penyerapan minyak yang besar mempunyai kadar pertumbuhan kekerasan yang besar. Sebaliknya, zarah kalsium karbonat dengan nilai penyerapan minyak mentah yang kecil akan mempunyai kadar pertumbuhan kekerasan yang kecil bagi plastik. Antara polivinil klorida lembut, kalsium karbonat berat mempunyai kadar pertumbuhan kekerasan terkecil, diikuti oleh kalsium karbonat termendak (ringan).
Kalsium karbonat secara amnya tidak boleh memainkan peranan pengukuhan dalam plastik (resin). Zarah kalsium karbonat selalunya boleh disusupi oleh resin. Oleh itu, fungsi normal penambahan kalsium karbonat adalah untuk meningkatkan ketegaran resin dan meningkatkan modulus dan kekerasan elastik. Apabila jumlah penambahan bertambah, kekuatan tegangan dan pemanjangan melampau berkurangan.
Kalsium karbonat yang berbeza, dengan jumlah yang berbeza ditambah, akan mempunyai kekerasan yang berbeza.
(3) Meningkatkan prestasi pemprosesan plastik
Penambahan kalsium karbonat boleh mengubah sifat reologi plastik. Serbuk kalsium karbonat sering ditambah dalam kuantiti yang banyak, yang membantu ia bercampur dengan komponen lain dan juga membantu dalam pemprosesan dan pembentukan plastik.
Penambahan kalsium karbonat, terutamanya penambahan kalsium karbonat yang dirawat permukaan, bukan sahaja dapat meningkatkan kekerasan produk, tetapi juga meningkatkan gloss permukaan dan kelancaran permukaan produk.
Penambahan kalsium karbonat boleh mengurangkan pengecutan, pekali pengembangan linear, dan sifat rayapan produk plastik, mewujudkan keadaan untuk pemprosesan dan pembentukan.
(4) Meningkatkan rintangan haba produk plastik
Menambah kalsium karbonat kepada produk plastik am boleh meningkatkan rintangan haba. Sebagai contoh: menambah kira-kira 40% kalsium karbonat kepada polipropilena boleh meningkatkan rintangan haba sebanyak kira-kira 200C. Apabila nisbah pengisian ialah ≤20%, suhu tahan haba meningkat sebanyak 8 hingga 130C.
(5) Meningkatkan astigmatisme plastik
Di antara produk plastik, sesetengah produk memerlukan pemutihan dan kelegapan, manakala yang lain mahu menjadi kusut. Penambahan kalsium karbonat boleh memainkan peranan tertentu dalam hal ini.
Kalsium karbonat dengan keputihan melebihi 90 mempunyai kesan pemutihan yang jelas dalam produk plastik. Digabungkan dengan titanium dioksida dan lithopon, sifat matt produk plastik bertambah baik.
Dalam kertas plastik kalsium, dalam filem polietilena berketumpatan rendah (LDPE) dan polietilena berketumpatan tinggi (HDPE), menambah kalsium karbonat boleh mencapai kesan astigmatisme dan tikar, menjadikannya sesuai untuk menulis dan mencetak.
Kalsium karbonat dengan keputihan yang lebih baik juga boleh menggantikan pigmen putih yang mahal.
(6) Produk boleh mempunyai ciri khas tertentu
Kalsium karbonat yang ditambahkan pada bahan kabel mempunyai kesan penebat tertentu. Penambahan kalsium karbonat boleh meningkatkan prestasi penyaduran elektrik dan prestasi percetakan produk tertentu.
Kalsium karbonat halus atau ultrahalus ditambah kepada polivinil klorida (PVC) untuk mempunyai kesan kalis api tertentu.
(7) Kurangkan kos produk plastik
Harga kalsium karbonat ringan biasa dan kalsium karbonat berat jauh lebih rendah daripada harga plastik. Penambahan kalsium karbonat akan mengurangkan kos produk plastik. Kalsium karbonat dipanggil pengisi atau extender di luar negara.
Pada peringkat ini, matlamat utama penambahan kalsium karbonat adalah untuk mengurangkan kos plastik. Dengan peningkatan sifat permukaan kalsium karbonat dan bentuk dan saiz zarah yang boleh dikawal, kalsium karbonat secara beransur-ansur akan menjadi pengisi berfungsi untuk tujuan mengukuhkan atau menyampaikan fungsi.