Ácido esteárico modificado carbonato de cálcio melhora a compatibilidade do polímero por meio do aumento da hidrofobicidade da superfície. químico a ligação com ácido esteárico aumenta a estabilidade da dispersão de partículas em compósitos. Este tratamento reduz a sensibilidade à umidade, mantendo a relação custo-benefício. A adesão interfacial aprimorada permite aplicações industriais em revestimentos e elastômeros.
Carbonato de cálcio modificado com ácido esteárico Principais vantagens
- Hidrofobicidade otimizada (ângulo de contato com a água >100°)
- Mecanismos de adsorção dupla (ligação química/física)
- Estabilidade térmica (decomposição confirmada por TGA acima de 300°C)
- Ampla adaptabilidade de matriz (epóxi, borracha, adesivos)
- Processamento com eficiência energética (tolerância à umidade <1%)
O ácido esteárico é um ácido graxo comum de cadeia longa com um preço relativamente baixo. É o modificador de superfície mais comumente usado para carbonato de cálcio. É composto principalmente de duas partes: um grupo lipofílico e um grupo hidrofílico. Os grupos hidrofílicos interagem com superfícies de carbonato de cálcio por meio de adsorção físico-química. Isso aumenta a compatibilidade e a dispersão de partículas em matrizes poliméricas, incluindo plásticos, borrachas e adesivos.
O carbonato de cálcio modificado com ácido esteárico (sal) pode ser produzido pelo método seco ou úmido. Geralmente, o processo úmido usa estearato, como estearato de sódio.
Ácido esteárico carbonato de cálcio modificado seco
O processo começa com a secagem do carbonato de cálcio (se umidade <1%) para garantir a estabilidade do material. O ácido esteárico é então adicionado como um modificador de superfície, permitindo a adsorção físico-química através de seus grupos hidrofílicos. Isso completa a modificação da superfície do pó para compatibilidade aprimorada do polímero.
Ao usar equipamento de tratamento de superfície de pó contínuo, o material e o modificador de superfície são alimentados de forma contínua e sincronizada. O ácido esteárico pode ser adicionado diretamente na forma de pó sólido. A dosagem depende do pó tamanho da partícula ou área de superfície específica, tipicamente 0,8%-1,2% de massa de carbonato de cálcio.
Recomendar três tipos de equipamento de superfície de pó contínuo de carbonato de cálcio
A modificação da superfície do carbonato de cálcio requer equipamento avançado para garantir uniformidade revestimento e eficiência industrial. Três sistemas de revestimento contínuo se destacam neste campo:
Máquina de revestimento de moinho de pinos
- Alcança uniformidade de revestimento 99% por meio de colisões rotor-estator de alta velocidade.
- Processa partículas abaixo de 20 μm com controle de finura ajustável.
- Permite retificação e revestimento simultâneos em condições secas.
Máquina de revestimento Turbo Mill
- Combina força centrífuga e fluxo de ar para rápida dispersão.
- Reduz o consumo de modificador em 15% usando câmaras de mistura de múltiplos estágios.
- Suporta produções de até 10 toneladas/hora para produção em larga escala.
- Mantém a taxa de ativação 97% com controle de temperatura de precisão.
Máquina de revestimento de três rolos
- Baixo Investimento: Tecnologia madura com baixos custos de investimento.
- Revestimento Eficiente: Alta taxa de revestimento com aglomerados mínimos.
- Benefícios ambientais: Sem emissão de poeira durante a operação.
- Eficiência Energética: O autoatrito gera calor, reduzindo os custos de energia.
- Produção Contínua: Adequado para uso industrial em larga escala.
A modificação do revestimento de superfície utiliza misturadores com temperatura controlada, como sistemas de pás horizontais/de alta velocidade. Este processo em lote envolve ciclos de mistura de 15 a 60 minutos com materiais pré-medidos e ácido esteárico. A dosagem de ácido esteárico varia de 0,8 a 1,5wt% de carbonato de cálcio; a temperatura de reação é mantida em 100 °C. O material tratado é descarregado para embalagem após a adsorção completa da superfície.
Para tornar o ácido esteárico melhor disperso e reagir uniformemente com partículas de carbonato de cálcio, o ácido esteárico também pode ser diluído com um solvente (como etanol anidro) com antecedência. Outros aditivos também podem ser adicionados em quantidades apropriadas durante a modificação.
Carbonato de cálcio modificado úmido com ácido esteárico
Modificação úmida é modificar a superfície do carbonato de cálcio em uma solução aquosa. O processo geral é primeiro saponificar o ácido esteárico, depois adicioná-lo à pasta de carbonato de cálcio e, após um certo período de reação, filtrá-lo e secá-lo. É mais fácil dispersar o carbonato de cálcio na fase líquida do que na fase gasosa.
Além disso, ao adicionar dispersantes, o efeito de dispersão é melhor, então as partículas de carbonato de cálcio e moléculas modificadoras de superfície na fase líquida agem de forma mais uniforme. Quando as partículas de carbonato de cálcio adsorvem estearato, a energia da superfície é reduzida. Mesmo se partículas secundárias forem formadas após a filtração e secagem, sua aglomeração e força de ligação são enfraquecidas, e aglomerações duras não serão formadas. Elas podem ser redispersas com uma pequena força de cisalhamento.
O equipamento de modificação de superfície úmida é geralmente mais simples, principalmente recipientes com agitadores e misturadores estáticos. A agitação forte pode melhorar a eficiência de ativação da modificação e encurtar o tempo de reação, mas os requisitos de desempenho do equipamento são altos.
Embora a modificação de superfície úmida também possa ser realizada em temperatura ambiente, o tempo de reação é longo. Portanto, geralmente é necessário aquecer a modificação de superfície, e a temperatura de modificação é geralmente em torno de 50-100°C.
A modificação de superfície úmida é frequentemente usada para a modificação de superfície de carbonato de cálcio leve e carbonato de cálcio pesado ultrafino moído pelo método úmido.