كربونات الكالسيوم هو مادة غير عضوية حيوية المواد الكيميائيةتُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل البلاستيك والمطاط والطلاء وصناعة الورق. في السنوات الأخيرة، استمر استخدام الراتنجات والمواد الكيميائية الاصطناعية في النمو. لذا، زاد استخدام الطاقة يوميًا. في صناعات البلاستيك والمطاط وغيرها، يفكر الناس في إضافة مواد مالئة. لكن هذه مواد مالئة غير عضوية. هذه المواد المالئة غنية بالموارد ورخيصة. تُضاف إلى البوليمرات الاصطناعية. نريد إضافة أكبر قدر ممكن من المواد المالئة غير العضوية (مثل كربونات الكالسيوم) إلى البلاستيك والمطاط. لكن، لا يزال يتعين علينا الحفاظ على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمنتجات.
كربونات الكالسيوم العادية هي مثال على الحشوات غير العضوية العادية. ومن الصعب تلبية هذه المتطلبات. يجب تغييرها لتحسين أدائها العام. صناعة المواد المركبة تشهد نموا سريعا. أصبحت كربونات الكالسيوم الآن مادة حشو ومعدلة مهمة.
تتمتع كربونات الكالسيوم النشطة بقدرة كبيرة على ملء البلاستيك. ويمكنها خفض التكاليف. ويمكنها تحسين الصلابة والصلابة واستقرار الحجم واستقرار الحرارة للمنتجات. نقوم بتعديل كربونات الكالسيوم العادية للحصول على كربونات الكالسيوم النشطة. وبهذه الطريقة، يمكنها ملء وتعديل المنتجات المركبة. وتشمل هذه التغييرات شكل البلورة، حجم الجسيمات، ونطاق الحجم. كما أنها تغير خصائص سطح كربونات الكالسيوم.
طريقة تعديل كربونات الكالسيوم
الأول هو تغيير حجم الجسيمات بحيث تصبح جزيئات كربونات الكالسيوم دقيقة أو فائقة الدقة. يتضمن ذلك تغيير الشكل البلوري ونطاق حجم الجزيئات. يساعد استخدام كربونات الكالسيوم الناعمة أو فائقة النعومة. ولها أشكال كريستالية مختلفة. وهذا يحسن قدرته على نشر الراتنج. كما أنه يوفر تأثير التعزيز في البلاستيك والمطاط وغيرها من المنتجات. تحتوي هذه المنتجات على جزيئات صغيرة ومساحة سطحية كبيرة.
تتطلب هذه الطريقة تحديث العملية القديمة. إنها تحتاج إلى تفحيم وسحق وتجفيف أفضل لكربونات الكالسيوم. عملية الإنتاج معقدة. عند الإنتاج بكميات كبيرة، يكون من الصعب تجفيف العناصر ويكلف صنعها الكثير.
والثاني هو تحسين سطح كربونات الكالسيوم. وهذا سيجعلها تتحول من غير العضوية إلى العضوية. سيؤدي ذلك إلى زيادة توافقه مع الراتنجات العضوية. سيؤدي هذا التغيير أيضًا إلى تحسين عملية تصنيع المنتجات وجودتها.
تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي الجزيئات الأمفيفيلية. لديهم كل من المجموعات غير العضوية والعضوية. وتشمل هذه المواد الخافضة للتوتر السطحي، والأحماض طويلة السلسلة، وعوامل الاقتران. يستخدمونها لتعديل سطح كربونات الكالسيوم. عمليتها ومعداتها بسيطة نسبيًا وسهلة التنفيذ. عامل الاقتران جديد. يعالج كربونات الكالسيوم بمختلف أحجامها. التعديل جيد جداً . وقد تم استخدامه أكثر فأكثر في صنع المواد المركبة. وتشمل هذه المواد البلاستيك والمطاط. هذه طريقة فعالة لتوسيع الأصناف الجديدة من حشوات كربونات الكالسيوم.
مادة عضوية مناسبة لتعديل كربونات الكالسيوم
يمكن للعديد من المواد تغيير سطح كربونات الكالسيوم. لكن الأبحاث السابقة ركزت في الغالب على استخدام الأحماض العضوية. يستخدمونها لصنع كربونات الكالسيوم النشطة. دور الحمض العضوي على سطح كربونات الكالسيوم هو في الأساس الامتزاز الفيزيائي. إنه يوفر التشحيم بين السطح البيني لكربونات الكالسيوم والراتنج. يمكن أن تؤدي إضافة الحمض العضوي إلى تغيير الخصائص الريولوجية والمعالجة للمادة. لكنه بالكاد يساعد على الخصائص الفيزيائية للمنتج.
أظهرت الدراسات الحديثة أنه عند معالجة كربونات الكالسيوم بعامل اقتران، يمكن أن تتفاعل الأطراف العضوية وغير العضوية للعامل مع سطحه. يمكنهم أيضًا التفاعل مع الراتنجات العضوية. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تتشابك مع الراتنج العضوي. في وجود عامل التشابك، يمكن أن يحدث التشابك أيضًا. يغير هذا التأثير قطبية سطح كربونات الكالسيوم. وهذا أيضًا يزيد من الالتصاق بين كربونات الكالسيوم والراتنج العضوي. لذا، فإن إضافة عامل اقتران يمكن أن يعزز معالجة المنتجات المملوءة بكربونات الكالسيوم. يمكنه أيضًا تحسين الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمنتجات.
تعتبر عوامل اقتران التيتانات والألومينات أفضل. يقومون بتعديل سطح كربونات الكالسيوم. ومع ذلك، فإن كربونات الكالسيوم المعالجة بعوامل اقتران تيتانات ستغير لونها. يحدث هذا بسبب الأكسدة عند استخدامها في بعض البوليمرات. أثناء التخزين أو المعالجة، يمكن أن يتفكك الطرف العضوي لجزيء التيتانات. يمكن أن يحدث هذا بسبب التحلل المائي أو تحلل الكحول. وفي الوقت نفسه، تكون درجة حرارة التحلل الحراري للتيتانات أقل من درجة حرارة الألومينات. لذلك، فمن الأفضل استخدام عوامل اقتران الألومينات. يتم استخدامها لعلاج كربونات الكالسيوم.
يتم تنشيط كربونات الكالسيوم باستخدام عوامل اقتران الألومينات. جزيئات هذه العوامل amphiphilic. لديهم نهاية غير عضوية محبة ونهاية عضوية محبة. يعمل عامل الاقتران على سطح كربونات الكالسيوم. تلتقي أيونات الكالسيوم والكربونات الموجودة على سطح الجزيئات مع الماء في الهواء وتتحلل. وهذا يخلق سطح هيدروكسيل قلوي كاره للزيوت.
يمكن لمجموعات الهيدروكسيل السطحية من كربونات الكالسيوم أن ترتبط مع الطرف غير العضوي المحبب لعامل اقتران الألومينات. ينتج هذا المزيج جزيئات كربونات الكالسيوم المعدلة سطحيًا. تحتوي جزيئات كربونات الكالسيوم على سطح معدل. يتم مزجها مع الراتنجات. يمكن أن تتشابك الأطراف العضوية لجزيئات عامل الاقتران مع جزيئات الراتنج. يقوم عامل الاقتران بتنشيط كربونات الكالسيوم. هذا يحسن تقاربه مع الراتنج العضوي. إنه يعدل ويقوي الراتنج.