Asid stearik diubah suai kalsium karbonat meningkatkan keserasian polimer melalui peningkatan hidrofobisiti permukaan. Ianya kimia ikatan dengan asid stearik meningkatkan kestabilan serakan zarah dalam komposit. Rawatan ini mengurangkan sensitiviti kelembapan sambil mengekalkan keberkesanan kos. Lekatan antara muka yang dipertingkatkan membolehkan aplikasi industri dalam salutan dan elastomer.
Asid stearik diubah suai kalsium karbonat Kelebihan utama
- Hidrofobisiti yang dioptimumkan (sudut sentuhan air >100°)
- Mekanisme penjerapan dwi (ikatan kimia/fizikal)
- Kestabilan terma (penguraian yang disahkan TGA melebihi 300°C)
- Kebolehsuaian matriks luas (epoksi, getah, pelekat)
- Pemprosesan cekap tenaga (toleransi kelembapan <1%)
Asid stearik ialah asid lemak rantai panjang biasa dengan harga yang agak rendah. Ia adalah pengubah permukaan yang paling biasa digunakan untuk kalsium karbonat. Ia terutamanya terdiri daripada dua bahagian: kumpulan lipofilik dan kumpulan hidrofilik. Kumpulan hidrofilik berinteraksi dengan permukaan kalsium karbonat melalui penjerapan fizikokimia. Ini meningkatkan keserasian zarah dan serakan dalam matriks polimer termasuk plastik, getah dan pelekat.
Asid stearik (garam) kalsium karbonat yang diubah suai boleh dihasilkan dengan kaedah kering atau kaedah basah. Secara amnya, proses basah menggunakan stearat, seperti natrium stearat.
Asid stearik kalsium karbonat diubah suai kering
Proses ini bermula dengan pengeringan kalsium karbonat (jika kelembapan <1%) untuk memastikan kestabilan bahan. Asid stearik kemudiannya ditambah sebagai pengubahsuai permukaan, Mendayakan penjerapan fizikokimia melalui kumpulan hidrofilik. Ini melengkapkan pengubahsuaian permukaan serbuk untuk keserasian polimer yang dipertingkatkan.
Apabila menggunakan peralatan rawatan permukaan serbuk berterusan, bahan dan pengubahsuai permukaan dimasukkan secara berterusan dan serentak. Asid stearik boleh ditambah terus dalam bentuk serbuk pepejal. Dos bergantung pada serbuk saiz Zarah atau luas permukaan tertentu, biasanya 0.8%-1.2% jisim kalsium karbonat.
Cadangkan tiga jenis peralatan permukaan serbuk berterusan kalsium karbonat
Pengubahsuaian permukaan kalsium karbonat memerlukan peralatan canggih untuk memastikan seragam salutan dan kecekapan perindustrian. Tiga sistem salutan berterusan cemerlang dalam bidang ini:
Mesin Salutan Kilang Pin
- Mencapai keseragaman salutan 99% melalui perlanggaran pemegun rotor berkelajuan tinggi.
- Memproses zarah di bawah 20μm dengan kawalan kehalusan boleh laras.
- Membolehkan pengisaran dan salutan serentak dalam keadaan kering.
Mesin Salutan Kilang Turbo
- Menggabungkan daya sentrifugal dan aliran udara untuk penyebaran pantas.
- Mengurangkan penggunaan pengubah suai sebanyak 15% menggunakan ruang campuran berbilang peringkat.
- Mengendalikan daya pengeluaran sehingga 10 tan/jam untuk pengeluaran berskala besar.
- Mengekalkan kadar pengaktifan 97% dengan kawalan suhu ketepatan.
Mesin Salutan Tiga-Roller
- Pelaburan Rendah: Teknologi matang dengan kos pelaburan yang rendah.
- Salutan yang cekap: Kadar salutan tinggi dengan aglomerat yang minimum.
- Faedah Alam Sekitar: Tiada pelepasan habuk semasa operasi.
- Kecekapan Tenaga: Geseran diri menjana haba, mengurangkan kos tenaga.
- Pengeluaran Berterusan: Sesuai untuk kegunaan industri berskala besar.
Pengubahsuaian salutan permukaan menggunakan pengadun terkawal suhu seperti sistem dayung berkelajuan tinggi/mendatar. Proses batch ini melibatkan kitaran pencampuran selama 15-60 minit dengan bahan pra-ukur dan asid stearik. Dos asid stearik berjulat 0.8-1.5wt% kalsium karbonat; suhu tindak balas mengekalkan 100°C. Pelepasan bahan yang dirawat untuk pembungkusan selepas penjerapan permukaan lengkap.
Untuk menjadikan asid stearik tersebar lebih baik dan bertindak balas sama rata dengan zarah kalsium karbonat, asid stearik juga boleh dicairkan dengan pelarut (seperti etanol kontang) terlebih dahulu. Bahan tambahan lain juga boleh ditambah dalam jumlah yang sesuai semasa pengubahsuaian.
Asid stearik kalsium karbonat diubah suai basah
Pengubahsuaian basah adalah untuk mengubah suai permukaan kalsium karbonat dalam larutan akueus. Proses umum adalah untuk menyabunkan asid stearik terlebih dahulu, kemudian menambahnya ke dalam buburan kalsium karbonat, dan selepas tempoh tindak balas tertentu, tapis dan keringkannya. Ia lebih mudah untuk menyuraikan kalsium karbonat dalam fasa cecair daripada dalam fasa gas.
Di samping itu, dengan menambah dispersan, kesan penyebaran adalah lebih baik, jadi zarah kalsium karbonat dan molekul pengubah permukaan dalam fasa cecair bertindak lebih sekata. Apabila zarah kalsium karbonat menyerap stearat, tenaga permukaan berkurangan. Walaupun zarah sekunder terbentuk selepas penapisan dan pengeringan, aglomerasi dan daya ikatannya menjadi lemah, dan aglomerasi keras tidak akan terbentuk. Mereka boleh disebarkan semula dengan daya ricih yang kecil.
Peralatan pengubahsuaian permukaan basah biasanya lebih mudah, kebanyakannya bekas dengan pengacau dan pengadun statik. Kacau yang kuat boleh meningkatkan kecekapan pengaktifan pengubahsuaian dan memendekkan masa tindak balas, tetapi keperluan prestasi peralatan adalah tinggi.
Walaupun pengubahsuaian permukaan basah juga boleh dilakukan pada suhu bilik, masa tindak balas adalah panjang. Oleh itu, secara amnya perlu memanaskan pengubahsuaian permukaan, dan suhu pengubahsuaian biasanya sekitar 50-100°C.
Pengubahsuaian permukaan basah sering digunakan untuk pengubahsuaian permukaan kalsium karbonat ringan dan tanah kalsium karbonat berat ultrahalus dengan kaedah basah.