Карбонат кальция — важная и широко используемая неорганическая соль. Карбонат кальция обычно делят на тяжелую и легкую формы в зависимости от методов обработки. Карбонат кальция является наиболее распространенным порошковым наполнителем в резиновой промышленности. Он выпускается в двух формах: тяжелой и легкой.
Связанные понятия
1. Карбонат кальция. Это неорганическое соединение. Представляет собой белый порошок или бесцветные кристаллы. Не имеет запаха и вкуса. Широко известен как серый камень, известняк, каменная пыль, мрамор или кальцит. Это щелочное соединение. Практически нерастворим в воде, но растворим в кислоте. Встречается в таких горных породах, как арагонит, кальцит, мел, известняк, мрамор и травертин. Является важным строительным материалом и имеет множество промышленных применений.
2. Тяжелый кальций. Тяжелый карбонат кальция также известен как молотый кальций или тяжелый кальций. Он производится путем физической обработки природного кальцита, известняка, доломита, мела, раковин и т. д.
3. Легкий карбонат кальция. Легкий карбонат кальция также известен как осажденный карбонат кальция или просто легкий карбонат кальция. Он производится химическими методами.
4. Число ячеек сетки. Оно обозначает количество отверстий на квадратном дюйме сетки. 50 ячеек означает 50 отверстий на квадратный дюйм. 500 ячеек означает 500. Чем выше число ячеек сетки, тем больше отверстий.
Применение карбоната кальция в производстве резины
Легкий карбонат кальция широко используется в качестве наполнителя для натурального каучука. Он также применяется в стирол-бутадиеновом, цис-бутадиеновом, нитрил-бутадиеновом и этилен-пропиленовом каучуках. Добавление карбоната кальция улучшает некоторые свойства каучука. Это также расширяет спектр применения каучука. В случае с каучуком карбонат кальция может уменьшить усадку. Он также улучшает реологические свойства и контролирует вязкость в процессе обработки.
Карбонат кальция упрочняет резиновые изделия. Он также стабилизирует их размеры. Он может увеличить объем резины и снизить себестоимость продукции. Он делает резину более стабильной и твердой. Он также делает ее более жесткой и облегчает обработку. Он улучшает термостойкость и астигматизм резины. Резина, полученная с его помощью, в некоторых отношениях прочнее стали. Она по твердости сравнима с нефритом. Она также устойчива к износу, высоким температурам и старению. Она имеет множество применений. К ним относятся электроника, аэрокосмическая промышленность, прецизионное машиностроение и приборостроение. Она также используется в автомобилестроении и других отраслях промышленности.
Резиновая промышленность является важной областью применения карбоната кальция. В глобальном и локальном масштабе карбонат кальция является наиболее широко используемым наполнителем в резиновой промышленности. С начала XXI века в резиновых изделиях по всему миру используется около 1500 неорганических наполнителей. Вес наполнителей составляет 10 000 тонн. На карбонат кальция приходится около 701 тонны. Он предпочтительнее других наполнителей благодаря своим уникальным преимуществам. Его использование превышает 10 миллионов тонн.
Свойства карбоната кальция
Карбонат кальция широко используется в резиновой промышленности. Не случайно резиновая промышленность ценит его. По сравнению с другими неметаллическими минеральными порошкообразными материалами, карбонат кальция обладает очевидными преимуществами:
низкая цена
Среди неминеральных порошков наиболее дешевы порошки с высоким или низким содержанием кальция. Все они лишь пытаются заменить кальций в качестве наполнителя для резины, вместо того чтобы выделяться. Само по себе это бессмысленно.
Приятный цвет, легко раскрашивать
И можно изготавливать светлые резиновые изделия. Недостаток в том, что цвет цветных резиновых изделий недостаточно яркий. Но в большинстве случаев это всё ещё приемлемо.
Низкая твердость
Его твердость по шкале Мооса составляет 3, что значительно ниже твердости стали. Сталь используется при изготовлении и обработке машин и пресс-форм. Поэтому наполненная резина повреждает детали оборудования (шнеки, цилиндры и т. д.) и пресс-формы, с которыми соприкасается. Легкий износ.
Хорошая термическая и химическая стабильность
Температура термического разложения карбоната кальция превышает 800 °C. При температурах обработки каучука, которые ниже 300 °C, разложение не происходит. Карбонат кальция является сильным основанием и слабой кислотой. Он обладает хорошей химической стабильностью, за исключением случаев контакта с кислой средой.
Легко сохнет, не образует кристаллов воды, а адсорбированная влага легко удаляется нагреванием.
Нетоксичный, не вызывает раздражения и не имеет запаха.
В частности, моя страна богата кальцитом, мрамором и известняком. Выбор огромен. Большинство ресурсов превосходны. Содержание тяжелых металлов крайне низкое, соответствует национальным санитарным нормам.
Как выбрать качественный карбонат кальция?
После того, как вы разберетесь с карбонатом кальция и его влиянием на наполненную резину, легко сформулировать основные требования к карбонату кальция, используемому в резине.
1. Содержание карбоната кальция должно быть высоким. Содержание кремния, железа и других элементов должно быть как можно ниже. Уровень вредных тяжелых металлов должен быть еще ниже.
2. Белизна должна быть как можно выше. Белизна материала, будь то каучук с высоким или низким содержанием кальция, в основном зависит от источника. Для каучука белизна не влияет на его свойства или обработку. Но высокая белизна улучшает самочувствие. Высокое содержание меланина дает конкурентное преимущество при тех же характеристиках.
3. Чем ниже показатель маслопоглощения, тем лучше. 100 г порошка могут поглотить максимум некоторое количество бутиленфталата (ДБФ). Это количество называется показателем маслопоглощения материала.
Некоторые резиновые изделия, такие как мягкий ПВХ и искусственная кожа, нуждаются в пластификаторах. Это также относится к кабельным материалам. Карбонат кальция обладает более высоким показателем маслопоглощения. Это облегчает впитывание пластификатора в наполнитель. В результате этого впитывания наполнитель теряет свойства пластифицированной резины. Для достижения большей мягкости необходимо использовать больше пластификаторов, что увеличивает затраты. Покрывая поверхность карбоната кальция и уменьшая его частицы, можно снизить его маслопоглощение. Например, можно снизить маслопоглощение обработанного легкого карбоната кальция с 92,91 г/100 г до 49,33 г/100 г.
4. Тонкость помола должна быть оптимальной, а не "чем мельче, тем лучше". Размер частиц также должен соответствовать потребностям.
5. Решение об активации или неактивации должно приниматься в соответствии с потребностями конечных пользователей.
Подробное сравнение практической применимости тяжелого и легкого кальция.
Карбонат кальция снижает стоимость резины. Он также улучшает некоторые свойства резины. Различные типы карбоната кальция при правильном использовании могут значительно улучшить резину. Однако различия между легким и тяжелым карбонатом кальция вызывают путаницу у большинства пользователей. Поэтому в этот раз мы подробно разберемся в их различиях.
Различные источники
Легкий карбонат кальция получают химическим путем. Его также называют осажденным, коллоидным или активированным карбонатом кальция. Можно даже получить нанокарбонат кальция, называемый легким карбонатом кальция. Его получают путем нагревания известняка для получения извести и углекислого газа. Затем добавляют воду для обработки извести и получения известкового молока. Его основным компонентом является гидроксид кальция. В известковое молоко добавляют углекислый газ. Это карбонизирует его и приводит к образованию карбоната кальция. Его получают путем дегидратации, сушки и измельчения, или же из карбоната натрия. Он реагирует в реакции метатезиса с хлоридом кальция. В результате образуется осадок карбоната кальция. Его получают путем дегидратации, сушки и измельчения. Тяжелый карбонат кальция получают путем измельчения природных материалов, таких как кальцит, мрамор, мел и раковины. Для этого используют машины. Его также называют тяжелым карбонатом кальция.
Различная плотность упаковки
Основное различие между тяжелым и легким кальцием заключается в разной плотности упаковки. Тяжелые кальциевые продукты имеют более высокую плотность упаковки, обычно 0,8–1,3 г/см³. Легкие кальциевые продукты имеют более низкую плотность упаковки, в основном 0,5–0,7 г/см³. Некоторые наночастицы карбоната кальция имеют еще более низкую плотность, около 0,28 г/см³. Также можно приблизительно отличить тяжелый и легкий кальций по объему упаковки. Тяжелые кальциевые продукты обычно упакованы по 25 кг в пакет и имеют небольшой размер. Легкие кальциевые продукты того же качества упакованы в более крупные пакеты. Некоторые наночастицы карбоната кальция также упакованы по 15 кг в пакет или 20 кг в пакет.
Традиционно для измерения плотности карбоната кальция часто используется объем осаждения. Объем осаждения — это объем единицы массы карбоната кальция (мл). Он измеряется после перемешивания в 100 мл воды в течение 3 часов. Чем больше объем осаждения, тем меньше размер частиц и плотность продукта. Чем легче карбонат, тем выше его сорт. Тяжелый карбонат кальция имеет объем осаждения 1,1-1,4 мл/г. Легкий карбонат кальция — 2,4-2,8 мл/г, а нано-легкий карбонат кальция — 3,0-4,0 мл/г. Объем осаждения сразу показывает разницу между легким, тяжелым и нано-карбонатом кальция.
На самом деле плотность композитных материалов из тяжелого и легкого кальция не сильно отличается. Как правило, реальная плотность тяжелого кальция составляет 2,6-2,9 г/см³, а легкого кальция — 2,4-2,6 г/см³. Некоторые утверждают, что реальная плотность обоих материалов одинакова, но плотность упаковки различна. Причина в том, что частицы легкого кальция имеют веретенообразную или форму косточки финика. Они занимают большой объем. В отличие от них, тяжелый кальций в основном комковатый и занимает небольшой объем.
Различные размеры белизны
Тяжелые кальциевые изделия содержат больше примесей. Поэтому их белизна обычно составляет от 89% до 93%. Лишь немногие достигают 95%. Легкие кальциевые изделия производятся путем химического синтеза и содержат множество удаленных примесей. Чистота продукта очень высока, поэтому белизна в основном составляет от 92% до 95%, а некоторые изделия могут достигать 96% до 97%. Именно поэтому легкие кальциевые изделия чаще всего используются в высококачественной продукции. Основная причина производства светлых изделий заключается в…
Содержание влаги варьируется
Содержание влаги в продуктах с высоким содержанием кальция обычно составляет от 0,21 до 0,31 ТТ3Т. Это относительно низкое и стабильное значение. В некоторых высококачественных продуктах с высоким содержанием кальция содержание влаги может достигать даже около 0,11 ТТ3Т. В обычных продуктах с низким содержанием кальция содержание влаги составляет от 0,31 до 0,81 ТТ3Т. Этот уровень может колебаться и является нестабильным. Традиционно различие между продуктами с высоким и низким содержанием кальция определяется измерением влажности с помощью измерителя. Если влажность близка к 11 ТТ3Т, это продукт с низким содержанием кальция, а если влажность меньше 0,11 ТТ3Т, это продукт с высоким содержанием кальция.
Размер частиц различен.
Тяжелые кальциевые продукты имеют размер частиц от 0,5 до 45 микрон. Размер частиц варьируется в зависимости от дробильного оборудования. Размер частиц обычных легких кальциевых продуктов обычно составляет от 0,5 до 15 микрон. Форма частиц веретенообразная. Точное измерение затруднено, и обычно это диапазон. Наночастицы карбоната кальция в легких кальциевых продуктах мельче. Их размер обычно составляет от 20 до 200 нм. Обычный легкий карбонат кальция имеет размер частиц около 2500 меш. Этот размер соответствует потребностям ПВХ-труб и профилей. Таким образом, учитывая размер частиц, легкий карбонат кальция традиционно используется для ПВХ-труб и профилей. В прошлом дробильное оборудование было слишком ограничено, оно не могло измельчить тяжелый карбонат кальция до такой тонкости. В настоящее время размер частиц тяжелого карбоната кальция достаточен, он даже мельче, чем у легкого карбоната кальция. Поэтому теперь можно использовать как ПВХ-трубы, так и ПВХ-профили. .
вкусы разные
Светлый кальций обычно белее и чище. Это объясняется тем, что примеси удаляются после нагревания известняка. Однако многие виды светлого кальция, используемые в бытовом производстве, имеют неполную реакцию. Кроме того, они обладают остаточным привкусом извести. При использовании в пищевой промышленности, например, в качестве начинки для печенья, он может загустеть, но при этом не будет иметь большого веса. Также избыток оксида кальция сделает продукт слишком щелочным в воде. Это также затруднит правильную регулировку pH, что приведет к нестабильности продукта.
Кроме того, содержание фосфорной кислоты в этих двух видах кальция различно. Иногда к легкому кальцию необходимо добавить немного фосфорной кислоты. Это позволяет отрегулировать pH до оптимального диапазона. Тяжелому кальцию это не требуется.
Форма частиц различна.
При рассмотрении под микроскопом с большим увеличением обычные частицы легкого кальция имеют относительно правильную форму. В полностью диспергированном состоянии они обычно имеют веретенообразную форму, как показано на рисунке 2. Легкий карбонат кальция представляет собой синтетические частицы. Мы можем контролировать их форму. Для этого можно добавлять контролирующие агенты в процессе карбонизации.
В настоящее время в качестве средств контроля используются неорганические кислоты и основания. К ним также относятся органические кислоты (аминокислоты), спирты, сахара, белки и специальные биополимеры. Примером являются двойные гидрофильные блок-сополимеры PEG-b-PMAA в различных концентрациях. Угольная кислота имеет форму ромба, арахиса, длинного стержня, сферы и гантели. Каждая из них появляется при различном значении pH. Другой пример — дендритный полимер полиаспарагиновая кислота. Он может образовывать спиралевидную угольную кислоту. Ещё один пример — добавление ионов. Декстран позволяет получить сферический карбонат кальция.
Тяжелые продукты переработки кальция механически измельчаются и классифицируются. Частицы имеют неправильную форму, например, кубы, многоугольники и параллелепипеды, как показано на рисунке 1. Различные методы переработки тяжелого кальция. Форма частиц карбоната кальция различается в зависимости от метода. Например, карбонат кальция, переработанный с помощью трамбовочной мельницы, имеет веретенообразную форму. Карбонат кальция, переработанный с помощью пневматической мельницы, имеет гранулированную форму.
Тяжелый карбонат кальция имеет фиксированную кристаллическую форму. Измельчение и очистка не изменяют ее. Форма одинакова для карбоната кальция из разных источников. В целом, кальцит — это тяжелый кальций. Он имеет гексагональную кристаллическую форму. Мрамор, который является тяжелым кальцием, имеет кубическую кристаллическую форму. В процессе карбонизации образуются три кристаллические формы легкого карбоната кальция. Они появляются в равных количествах в разное время. Для получения единой, чистой кристаллической формы необходимо контролировать процесс формования.
Три кристаллические формы легкого карбоната кальция описаны ниже:
(1) Кристаллическая форма кальцита
Гексагональная кристаллическая система является наиболее стабильной формой кристаллов карбоната кальция. В нормальных условиях минерал карбонат кальция существует именно в этой кристаллической форме. Эта кристаллическая форма карбоната кальция обладает высокой кроющей способностью. Она отличается высокой белизной, чистотой, термостойкостью и коррозионной стойкостью, а также химической стабильностью.
(2) Кристаллическая форма арагонита
Карбонат кальция — нестабильная кристаллическая форма при комнатной температуре. Он относится к орторомбической кристаллической системе. Эта кристаллическая форма карбоната кальция имеет высокое соотношение сторон. Она часто используется в полимерных композитах.
(3) Форма стекловидного кристалла
Эта форма карбоната кальция является наиболее нестабильной кристаллической формой. Она присутствует в органических материалах лишь в небольших количествах. Вскоре она автоматически превращается в кристаллы кальцита или арагонита. Кристаллы карбоната кальция в этой форме вредны для жизни и здоровья живых организмов. Исследования показали, что они играют ключевую роль. Это справедливо как для дендритных полимерных диэлектриков, так и для некоторых низкомолекулярных полимерных диэлектриков. Они могут способствовать образованию стабильных кристаллических форм ватерита.
Различные значения маслопоглощения
Поглощающая способность легкого масла карбоната кальция составляет 60-90 мл/100 мг. Это значительно выше, чем 40-60 мл/100 мг тяжелого карбоната кальция. Следовательно, он обладает хорошими свойствами поглощения жидкости и каучука. Если формула содержит жидкие добавки, используйте маслопоглощающие. Тяжелая угольная кислота является легкой, а неорганический порошок — тяжелым. Но оба они увеличивают необходимое количество связующего агента. Например, поглощение масла карбоната кальция увеличивается с 40 до 50 мл/100 мг. Это приведет к увеличению дозировки связующего агента. В формуле ПВХ выбирайте легкую угольную кислоту. Вам потребуется больше жидких добавок и ПВХ-каучука. Поэтому, учитывая маслопоглощающую способность, выбирайте карбонат кальция с низким показателем.
Различная ликвидность
С точки зрения текучести, легкий карбонат кальция имеет веретенообразную микроструктуру. Он обладает высокой маслопоглощающей способностью. В его состав входят компоненты, способствующие текучести, такие как смазки, пластификаторы, связующие вещества и диспергаторы. Однако он менее текучий, чем тяжелый карбонат кальция, поскольку обладает более высокой маслопоглощающей способностью. Как правило, добавление более 25 частей серьезно влияет на текучесть. Тяжелый карбонат кальция имеет гранулированную структуру и может способствовать текучести. Количество добавляемого карбоната не ограничено. В рецептуре ПВХ-труб, если требуется более 25 частей карбоната кальция, следует использовать тяжелый карбонат кальция. Он обеспечивает наилучшую текучесть.
Цены разные
Тяжелый карбонат кальция получают в основном путем дробления и измельчения. Легкий карбонат кальция получают химической реакцией и осаждением. Последний процесс гораздо сложнее и предъявляет гораздо более строгие требования. Поэтому тяжелый карбонат кальция стоит на 301 тонну меньше. Он имеет тот же размер частиц, что и легкий карбонат кальция. Если позволяют характеристики, то выбрать тяжелый карбонат кальция дешевле. Он также более экономичен.
Различные функции модификации
Между тяжелым и легким карбонатом кальция существуют тонкие различия. Они по-разному влияют на модификацию. Тяжелый карбонат кальция лучше подходит для повышения прочности на разрыв. Легкий карбонат кальция лучше подходит для повышения ударопрочности и жесткости. Как правило, поверхность резины, обработанной легким карбонатом кальция, более гладкая, а плотность ниже. Резина, обработанная тяжелым карбонатом кальция, лучше текучая и обладает лучшими характеристиками благодаря более мелким частицам.
Различная степень регулировки оттенка
Оттенок — это основной оттенок цвета, а хроматический свет — это послесвечение цвета. Различные карбонаты кальция имеют разные цвета, включая белый, красный, голубой и желтый. Причина в том, что у них разные кристаллические формы. Порошки, изготовленные из разных кристаллических форм, имеют разные оттенки. Карбонат кальция имеет три разные кристаллические формы.
Цвет фона тяжелого карбоната кальция варьируется в зависимости от происхождения. Измельчение и очистка его не изменяют. Например, карбонат кальция из провинции Сычуань имеет синий фон, из провинции Гуанси — красный, из провинции Цзянси — голубой и так далее. Легкий карбонат кальция получают искусственно путем химического синтеза. В процессе синтеза можно контролировать его кристаллическую форму, а значит, и цвет.
При точном подборе цвета карбонат кальция должен соответствовать основному красителю. Например, синий карбонат кальция нейтрализует желтый цвет пигментов. Карбонат кальция с синим оттенком также широко используется. Он применяется для удаления желтого оттенка из изделий. Светлый карбонат кальция имеет синий оттенок. Обычно его добавляют в изделия из ПВХ, чтобы устранить желтый оттенок самого материала. Это одна из причин, почему в ПВХ добавляют светлый карбонат кальция. Его выбрали вместо тяжелого карбоната кальция.
Различные значения pH
Легкий карбонат кальция имеет pH 9-10. Тяжелый карбонат кальция имеет pH 8-9. Таким образом, щелочность легкого карбоната кальция выше, чем у тяжелого. При горении карбонат кальция легче поглощает кислые газы из продуктов сгорания. Поэтому при сжигании композитных продуктов на основе карбоната кальция образуется мало токсичных газов. Это объясняется щелочными свойствами карбоната кальция. Он способен поглощать кислые газы, такие как HCl и H2S, образующиеся при сгорании. Это исключает риск образования диоксинов при взаимодействии кислых веществ с хлором.
Только карбонат кальция содержит неорганические вещества. При сжигании он снижает теплотворную способность. При горении он превращается в порошок. При этом не выделяется масло и черный дым, что исключает дополнительное загрязнение окружающей среды. Он не повреждает мусоросжигательную печь. Это соответствует тенденции к созданию экологически чистых продуктов.
Таким образом, при сжигании композитных материалов на основе карбоната кальция выделяется мало ядовитых газов. Легкий карбонат кальция является предпочтительным вариантом. Он более экологичен и оказывает значительное социальное воздействие.
Это важно. Необходимо различать легкий и тяжелый карбонат кальция. Выбор правильного карбоната кальция для ваших рецептур имеет решающее значение. Таким образом, вы сможете подобрать необходимые материалы, которые обеспечат требуемые характеристики и позволят снизить затраты.
Влияние “щелочности” карбоната кальция
Карбонат кальция широко используется в качестве наполнителя в процессе производства резины. Однако производители резины сталкиваются с проблемами в своей продукции. К ним относятся пожелтение и хрупкость различной степени. Сегодня редактор сосредоточится в основном на том, как щелочность карбоната кальция влияет на резину. Она вызывает хрупкость и пожелтение. Щелочность часто является фактором, который многие производители игнорируют.
Щелочность промышленного осажденного карбоната кальция определяется свободным основанием. Это происходит по ряду причин в процессе производства. Свободное основание — это вещество, используемое при производстве карбоната кальция. Оно не превращается в карбонат кальция, а существует в виде гидроксида кальция. Если щелочность слишком высока, оно будет реагировать с другими пластификаторами в пластике. Это сделает пластик хрупким и желтым. Свободная щелочность — важный технический показатель карбоната кальция. Ее необходимо строго контролировать в процессе производства.
Основной причиной высокой щелочности карбоната кальция является образование основного карбоната кальция.
Перегрев извести
В процессе обжига извести образуются комки разного размера. Плохой контроль приводит к перегреву извести. Перегретой извести требуется много воды для обработки. Вода холодная, поэтому обработка неполная. Это приводит к образованию частиц извести. В процессе карбонизации карбонат кальция использует мелкие частицы в качестве зародышей кристаллов. Он осаждается на них, образуя покрытие на частицах оксида кальция. Известно, что кристаллы оксида кальция имеют кубическую форму. Кристаллы карбоната кальция имеют ромбоэдрическую форму. Межзеренные углы этих двух кристаллов различаются. После нагревания они имеют разные коэффициенты расширения. Это приводит к разрушению зерен кристаллов и высвобождению оксида кальция. В результате получается щелочная среда.
Высокое содержание свободного основания
Основной карбонат кальция особенно плохо растворяется в холодную погоду. Это связано с тем, что низкие температуры делают гидроксид кальция очень растворимым. В процессе карбонизации в известковом молоке присутствуют твердый гидроксид кальция и водорастворимые ионы. Они реагируют с диоксидом углерода, образуя карбонизированный раствор. Это происходит в щелочном растворе, в результате чего образуется основной карбонат кальция. Этот простой карбонат кальция изменяется в зависимости от температуры карбонизирующей жидкости, а также от количества добавленного диоксида углерода. Он превращается в три типа карбоната кальция: кальцит, спиртовой камень и арагонит. После карбонизации pH находится в диапазоне от 8 до 10. Этот pH является щелочным, и основной карбонат кальция не может быть разрушен. Эти основные карбонаты кальция не успевают измениться и перейти к следующему процессу. При попадании в роторную сушилку температура повышается. Нагрев превращает основной карбонат кальция в гидроксид кальция и диоксид углерода. Этот процесс создает щелочность.
Высокая щелочность более выражена в холодную погоду, чем в жаркую. Ключевой момент заключается в том, что в жаркую погоду наблюдаются высокие температуры, в том числе и температура воды. Известь лучше усваивается. В то же время, в резервуаре жарко, и гидроксид кальция нерастворим. Затрудняется получение пластинчатой основной угольной кислоты. Кальций легко превращается в карбонат кальция. Таким образом, видно, что щелочность ниже в жаркую погоду, чем в холодную.
Поэтому при обработке резиновых изделий следует обращать внимание на размер частиц. Также необходимо учитывать белизну, влажность и объем осадка. Необходимо также учитывать минеральный состав карбоната кальция. Кроме того, следует проверить щелочность карбоната кальция.