Canxi cacbonat là một khoáng chất muối vô cơ quan trọng và được sử dụng rộng rãi, thường được gọi là “bột ngọt công nghiệp” và là một trong những chất độn thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Thành phần chính
Canxi cacbonat nặng chủ yếu là vật liệu dạng bột thu được bằng cách nghiền cơ học và chế biến các khoáng chất tự nhiên như canxit, đá cẩm thạch, đá vôi, phấn và đá cẩm thạch trắng làm nguyên liệu thô;
Canxi cacbonat nhẹ chủ yếu là vật liệu bột thu được từ đá vôi làm nguyên liệu thô thông qua các quá trình như nung, tiêu hóa, cacbon hóa, khử nước, sấy khô và phân loại.
Mật độ số lượng lớn sản phẩm
Sự khác biệt về mật độ khối của sản phẩm là sự khác biệt rõ ràng nhất giữa canxi cacbonat nặng và canxi cacbonat nhẹ.
Mật độ khối của các sản phẩm canxi cacbonat nặng tương đối lớn, thường là 0,8 ~ 1,3g/cm3;
Mật độ khối của các sản phẩm canxi cacbonat nhẹ là nhỏ, thường là 0,5-0,7g/cm3 và mật độ khối của một số sản phẩm canxi cacbonat nano thậm chí có thể đạt khoảng 0,28g/cm3.
Giá trị hấp thụ dầu
Canxi cacbonat nặng có giá trị hấp thụ dầu thấp do các hạt lớn, bề mặt nhẵn và diện tích bề mặt riêng nhỏ, thường khoảng 40-60mL/100g;
Canxi cacbonat nhẹ có các hạt mịn, bề mặt nhám và diện tích bề mặt riêng lớn nên giá trị hấp thụ dầu cao, thường khoảng 60-90mL/100g.
độ trắng
Canxi cacbonat nặng có nhiều tạp chất hơn nên độ trắng của sản phẩm thường từ 89% đến 93%, và rất ít sản phẩm có thể đạt tới 95%;
Các sản phẩm canxi cacbonat nhẹ có độ tinh khiết cao nên độ trắng thường từ 92% đến 95%, và một số sản phẩm có thể đạt tới 96% đến 97%.
Độ ẩm
Độ ẩm của các sản phẩm canxi cacbonat nặng thường là 0,2% đến 0,3%. Độ ẩm tương đối thấp và tương đối ổn định. Độ ẩm của một số sản phẩm cao cấp thậm chí có thể đạt khoảng 0,1%;
Các sản phẩm canxi cacbonat nhẹ thông thường có độ ẩm từ 0,3% đến 0,8%, đôi khi dao động và không ổn định.
Đặc tính bột
Đặc điểm của bột canxi cacbonat nặng là: hình dạng hạt không đều, các hạt có các cạnh và góc nhất định, bề mặt nhám; sự khác biệt về kích thước hạt lớn, phân bố kích thước hạt rộng và kích thước hạt lớn. Nghiền và tinh chế sẽ không làm thay đổi dạng tinh thể của canxi cacbonat nặng. Nói chung, canxi cacbonat nặng canxit ở dạng tinh thể lục giác, và canxi cacbonat nặng bằng đá cẩm thạch ở dạng tinh thể lập phương, chủ yếu liên quan đến nơi xuất xứ.
Đặc điểm của bột canxi cacbonat nhẹ là: các hạt có hình dạng đều đặn và có thể được coi là bột đơn phân tán; sự phân bố kích thước hạt hẹp. Theo hình dạng của các hạt tinh thể, canxi cacbonat nhẹ có thể được chia thành hình trục chính, hình khối, hình kim, hình chuỗi, hình cầu, hình vảy và hình thoi.
Kích thước hạt
Canxi cacbonat hình trục chính là dạng tinh thể phổ biến nhất trong số các cacbonat canxi nhẹ, với kích thước hạt trục dài trung bình là 5-12 μm và kích thước hạt trục ngắn trung bình là 1-3 μm;
Kích thước hạt trung bình của canxi cacbonat hình kim là 0,01-0,1μm và tỷ lệ khung hình trung bình là 5-100;
Kích thước hạt trung bình của chuỗi canxi cacbonat là 0,01-0,1μm và tỷ lệ khung hình trung bình là 10-50;
Kích thước hạt trung bình của canxi cacbonat hình cầu là 0,03-0,05μm;
Kích thước hạt trung bình của canxi cacbonat khối là 0,02-0,1μm;
Kích thước hạt trung bình của canxi cacbonat dạng vảy là 1-3 μm.
Do phản ứng không hoàn toàn của canxi oxit, canxi cacbonat nhẹ có vị vôi dư. Nó sẽ có vị nghẹt thở khi làm nhân bánh quy, trong khi canxi cacbonat nặng thì không.
Kích thước hạt của các sản phẩm canxi cacbonat nặng dao động từ 0,5 đến 45 μm. Theo kích thước hạt trung bình ban đầu (d), nó được chia thành: canxi cacbonat nghiền thô (>3μm), canxi cacbonat nghiền mịn (1-3μm) và canxi cacbonat siêu mịn. (0,5-1μm);
Hiệu suất ứng dụng khác nhau
Phạm vi ứng dụng của canxi cacbonat: sản phẩm nhựa, cao su, sản xuất giấy, tạo bọt EVA, vật liệu giày, da nhân tạo, sơn, mực, vật liệu xây dựng, dây và cáp, thủ công mỹ nghệ, chất kết dính, kem đánh răng và các ngành công nghiệp khác.
Trong quá trình ứng dụng, sản phẩm canxi nặng chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất giấy, cao su và nhựa. Số lượng làm đầy nói chung là lớn và chúng chủ yếu được sử dụng làm chất độn thể tích để giảm chi phí sản xuất các sản phẩm ứng dụng. Các sản phẩm canxi nhẹ có phạm vi ứng dụng tương đối rộng, chủ yếu để làm đầy thể tích, trong khi các sản phẩm canxi cacbonat nano thường được sử dụng làm chất độn chức năng như sửa đổi hoặc gia cố trong quá trình ứng dụng và lượng làm đầy nói chung là nhỏ. Các lĩnh vực ứng dụng chính của sản phẩm canxi cacbonat nhẹ là nhựa, cao su, chất phủ, chất kết dính và mực.
Lấy nhựa làm ví dụ, canxi cacbonat được sử dụng rộng rãi trong làm nhựa như polyvinyl clorua (PVC), polyetylen (PE), polypropylen (PP) và chất đồng trùng hợp acrylonitrile butadiene-styrene (ABS). Việc bổ sung canxi cacbonat có tác dụng nhất định trong việc cải thiện một số tính chất nhất định của sản phẩm nhựa để mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng. Trong chế biến nhựa, chúng có thể làm giảm độ co ngót của nhựa, cải thiện tính lưu biến và kiểm soát độ nhớt. Nó cũng có thể đóng các vai trò sau:
(1) Cải thiện độ ổn định kích thước của sản phẩm nhựa
Việc bổ sung canxi cacbonat đóng vai trò khung xương trong các sản phẩm nhựa và có vai trò lớn trong việc ổn định kích thước của sản phẩm nhựa.
(2) Cải thiện độ cứng và độ cứng của sản phẩm nhựa
Trong nhựa, đặc biệt là polyvinyl clorua mềm, độ cứng tăng dần khi lượng canxi cacbonat được thêm vào và độ giãn dài giảm khi độ cứng tăng. Canxi cacbonat với các hạt mịn và giá trị hấp thụ dầu lớn có tốc độ tăng trưởng độ cứng lớn. Ngược lại, các hạt canxi cacbonat có giá trị hấp thụ dầu thô nhỏ sẽ có tốc độ tăng trưởng độ cứng của nhựa nhỏ. Trong số các polyvinyl clorua mềm, canxi cacbonat nặng có tốc độ tăng độ cứng nhỏ nhất, tiếp theo là canxi cacbonat kết tủa (nhẹ).
Canxi cacbonat nói chung không thể đóng vai trò gia cố trong nhựa (nhựa). Các hạt canxi cacbonat thường có thể bị nhựa xâm nhập. Do đó, chức năng thông thường của việc bổ sung canxi cacbonat là tăng độ cứng của nhựa và tăng mô đun đàn hồi và độ cứng. Khi lượng bổ sung tăng lên, độ bền kéo và độ giãn dài cực giảm.
Các loại canxi cacbonat khác nhau với lượng bổ sung khác nhau sẽ có độ cứng khác nhau.
(3) Cải thiện hiệu suất xử lý nhựa
Việc bổ sung canxi cacbonat có thể thay đổi tính chất lưu biến của nhựa. Bột canxi cacbonat thường được thêm vào với số lượng lớn, giúp trộn với các thành phần khác và cũng giúp ích trong quá trình xử lý và tạo hình nhựa.
Việc bổ sung canxi cacbonat, đặc biệt là bổ sung canxi cacbonat được xử lý bề mặt, không chỉ có thể cải thiện độ cứng của sản phẩm mà còn cải thiện độ bóng bề mặt và độ mịn bề mặt của sản phẩm.
Việc bổ sung canxi cacbonat có thể làm giảm độ co ngót, hệ số giãn nở tuyến tính và tính chất rão của sản phẩm nhựa, tạo điều kiện cho quá trình gia công và tạo hình.
(4) Cải thiện khả năng chịu nhiệt của sản phẩm nhựa
Thêm canxi cacbonat vào các sản phẩm nhựa nói chung có thể cải thiện khả năng chịu nhiệt. Ví dụ: thêm khoảng 40% canxi cacbonat vào polypropylen có thể cải thiện khả năng chịu nhiệt khoảng 200C. Khi tỷ lệ lấp đầy 20%, nhiệt độ chịu nhiệt tăng từ 8 đến 130C.
(5) Cải thiện độ loạn thị của nhựa
Trong số các sản phẩm nhựa, một số sản phẩm yêu cầu làm trắng và mờ đục, trong khi một số khác lại muốn được làm mờ. Việc bổ sung canxi cacbonat có thể đóng một vai trò nhất định trong vấn đề này.
Canxi cacbonat có độ trắng trên 90 có tác dụng làm trắng rõ rệt trong các sản phẩm nhựa. Kết hợp với titan dioxide và lithopone, tính chất mờ của sản phẩm nhựa được cải thiện rất nhiều.
Trong giấy nhựa canxi, trong màng polyetylen mật độ thấp (LDPE) và màng polyetylen mật độ cao (HDPE), việc bổ sung canxi cacbonat có thể đạt được hiệu quả chống loạn thị và làm mờ, phù hợp cho việc viết và in.
Canxi cacbonat có độ trắng tốt hơn cũng có thể thay thế các chất màu trắng đắt tiền.
(6) Sản phẩm có thể có những đặc tính đặc biệt nhất định
Canxi cacbonat được thêm vào vật liệu cáp có tác dụng cách điện nhất định. Việc bổ sung canxi cacbonat có thể cải thiện hiệu suất mạ điện và hiệu suất in của một số sản phẩm.
Canxi cacbonat mịn hoặc siêu mịn được thêm vào polyvinyl clorua (PVC) để có tác dụng chống cháy nhất định.
(7) Giảm giá thành sản phẩm nhựa
Giá của canxi cacbonat nhẹ thông thường và canxi cacbonat nặng thấp hơn nhiều so với giá nhựa. Việc bổ sung canxi cacbonat sẽ làm giảm giá thành của sản phẩm nhựa. Canxi cacbonat ở nước ngoài được gọi là chất độn hoặc chất mở rộng.
Ở giai đoạn này, mục tiêu chính của việc bổ sung canxi cacbonat là giảm giá thành nhựa. Với sự cải thiện tính chất bề mặt của canxi cacbonat cũng như hình dạng và kích thước hạt có thể kiểm soát được, canxi cacbonat sẽ dần dần trở thành chất độn chức năng nhằm mục đích củng cố hoặc truyền đạt chức năng.