Carbonato de cálcio é um inorgânico vital químico. É amplamente utilizado em indústrias como plásticos, borracha, revestimentos e fabricação de papel. Nos últimos anos, o uso de resinas sintéticas e produtos químicos tem crescido. Então, o uso de energia tem aumentado diariamente. Nas indústrias de plásticos, borracha e outras, as pessoas estão considerando adicionar enchimentos. Mas esses são enchimentos inorgânicos. Esses enchimentos são ricos em recursos e baratos. Eles são adicionados a polímeros sintéticos. Queremos adicionar o máximo de enchimento inorgânico (como carbonato de cálcio) que pudermos a plásticos e borrachas. Mas, ainda devemos manter as propriedades físicas e mecânicas dos produtos.
O carbonato de cálcio simples é um exemplo de carga inorgânica comum. É difícil atender a esses requisitos. Eles precisam ser alterados para melhorar seu desempenho geral. A indústria de materiais compósitos está experimentando um rápido crescimento. O carbonato de cálcio é agora um enchimento e um importante modificador.
O carbonato de cálcio ativo tem uma grande capacidade de enchimento em plástico. Pode cortar custos. Pode melhorar a dureza, rigidez, estabilidade de tamanho e estabilidade térmica dos produtos. Modificamos o carbonato de cálcio regular para obter carbonato de cálcio ativo. Dessa forma, ele pode preencher e modificar produtos compostos. Isso inclui mudanças na forma do cristal, tamanho da partícula, e faixa de tamanho. Eles também mudam as propriedades de superfície do carbonato de cálcio.
Método de modificação de carbonato de cálcio
Uma delas é alterar o tamanho das partículas para que as partículas de carbonato de cálcio sejam finas ou ultrafinas. Isto inclui alterar a forma do cristal e a faixa de tamanho das partículas. Usar carbonato de cálcio fino ou ultrafino ajuda. Possui diferentes formas cristalinas. Isso melhora sua capacidade de espalhar resina. Também proporciona efeito de reforço em plásticos, borracha e outros produtos. Esses produtos possuem partículas minúsculas e uma grande área de superfície.
Este método requer a atualização do processo antigo. Necessita de melhor carbonização, pulverização e secagem do carbonato de cálcio. O processo de produção é complicado. Na produção em massa, é difícil secar os itens e custa muito para fazer.
A segunda é melhorar a superfície do carbonato de cálcio. Isso fará com que passe de inorgânico para orgânico. Isto aumentará sua compatibilidade com resinas orgânicas. Essa mudança também melhorará a fabricação e a qualidade dos produtos.
Este método usa principalmente moléculas anfifílicas. Eles têm grupos inorgânicos e orgânicos. Estes incluem surfactantes, ácidos de cadeia longa e agentes de acoplamento. Eles os usam para modificar a superfície do carbonato de cálcio. Seu processo e equipamentos são relativamente simples e fáceis de implementar. O agente de acoplamento é novo. Trata carbonato de cálcio de vários tamanhos. A modificação é muito boa. Tem sido cada vez mais utilizado na fabricação de materiais compósitos. Esses materiais incluem plásticos e borracha. Esta é uma forma eficaz de expandir as novas variedades de cargas de carbonato de cálcio.
Matéria orgânica adequada para modificação de carbonato de cálcio
Muitas substâncias podem alterar a superfície do carbonato de cálcio. Mas, pesquisas anteriores concentraram-se principalmente no uso de ácidos orgânicos. Eles os usam para produzir carbonato de cálcio ativo. O papel do ácido orgânico na superfície do carbonato de cálcio é principalmente a adsorção física. Fornece lubrificação entre a interface do carbonato de cálcio e a resina. A adição de ácido orgânico pode alterar as propriedades reológicas e de processamento do material. Porém, pouco ajuda nas propriedades físicas do produto.
Estudos recentes demonstraram que quando o carbonato de cálcio é tratado com um agente de acoplamento, as extremidades inorgânicas e orgânicas do agente podem reagir com a sua superfície. Eles também podem reagir com resinas orgânicas. Ao mesmo tempo, eles podem ficar emaranhados com resina orgânica. Na presença de um agente de reticulação, também pode ocorrer reticulação. Este efeito altera a polaridade da superfície do carbonato de cálcio. Isto também aumenta a adesão entre o carbonato de cálcio e a resina orgânica. Assim, a adição de um agente de acoplamento pode melhorar o processamento de produtos cheios de carbonato de cálcio. Também pode melhorar as propriedades físicas e mecânicas dos produtos.
Os agentes de acoplamento de titanato e aluminato são melhores. Eles modificam a superfície do carbonato de cálcio. No entanto, o carbonato de cálcio tratado com agentes de acoplamento de titanato mudará de cor. Isso acontece devido à oxidação quando usado em alguns polímeros. Durante o armazenamento ou processamento, a extremidade orgânica da molécula de titanato pode quebrar. Isso pode acontecer devido à hidrólise ou alcoólise. Ao mesmo tempo, a temperatura de decomposição térmica do titanato é inferior à do aluminato. Portanto, é melhor usar agentes de acoplamento de aluminato. Eles são usados para tratar carbonato de cálcio.
O carbonato de cálcio é ativado com agentes de acoplamento de aluminato. As moléculas desses agentes são anfifílicas. Eles têm um fim inorgânico-fílico e um fim orgânico-fílico. O agente de acoplamento atua na superfície do carbonato de cálcio. Os íons cálcio e carbonato na superfície das partículas encontram a água no ar e hidrolisam. Isso cria uma superfície hidroxila alcalina e oleofóbica.
Os grupos hidroxila superficiais do carbonato de cálcio podem se ligar à extremidade inorgânico-fílica do agente de acoplamento de aluminato. Esta combinação produz partículas de carbonato de cálcio com superfície modificada. Estas partículas de carbonato de cálcio têm uma superfície modificada. Eles são misturados com resinas. As extremidades orgânicas das moléculas do agente de acoplamento podem emaranhar-se com as moléculas da resina. O agente de acoplamento ativa o carbonato de cálcio. Isso melhora sua afinidade com a resina orgânica. Modifica e fortalece a resina.