Carbonate de calcium est le composé inorganique le plus couramment utilisé charge en poudres. Il est peu coûteux, abondant, non toxique et inodore. Sa blancheur peut atteindre 96%, il est facile à colorer et possède une excellente stabilité chimique. Il sèche facilement et est largement utilisé dans de nombreux plastiques.
Carbonate de calcium
Il existe trois types de charges en poudre de carbonate de calcium : le carbonate de calcium lourd, le carbonate de calcium léger et le carbonate de calcium activé.
Carbonate de Calcium Lourd (CaCO₃ lourd)
Fabriqué par concassage mécanique, criblage, classification et traitement de surface du calcaire, etc. Il se divise en carbonate de calcium lourd sec (communément appelé poudre à double flux) et carbonate de calcium lourd humide. La forme des particules est irrégulière et leur taille moyenne est comprise entre 1 et 10 μm, 50% des particules étant inférieures à 3 μm. Sa masse volumique est comprise entre 2,7 et 2,9 g/cm³ et il est quasiment insoluble dans l'eau. Des progrès récents ont été réalisés dans ce domaine. affûtage Les technologies (comme les broyeurs à jet d'air) permettent de produire du carbonate de calcium lourd ultrafin, d'une taille aussi fine que 0,1 µm. Le carbonate de calcium lourd est couramment utilisé dans le PVC pour réduire les coûts, améliorer la stabilité dimensionnelle et, lorsqu'il est utilisé avec de l'argile, améliorer l'élasticité et la résistance à la déformation thermique.
Carbonate de calcium léger (CaCO₃ léger)
Produit par voie chimique, il est également appelé carbonate de calcium précipité. Ses particules sont fusiformes, aciculaires ou colonnaires, avec une taille comprise entre 1 et 10 μm, dont 80% ont une taille inférieure à 3 μm. Sa masse volumique est de 2,65 g/cm³. Le carbonate de calcium léger est principalement utilisé dans les polyoléfines et présente des effets similaires à ceux du carbonate de calcium lourd, avec de meilleurs effets d'amélioration et une meilleure résistance aux acides.
Carbonate de calcium activé
Aussi connu sous le nom de carbonate de calcium modifié ou carbonate de calcium colloïdal. Il est traité avec des modificateurs de surface (tels que l'acide stéarique, environ 3% en poids) pour activer le carbonate de calcium léger ou lourd. Il se présente sous la forme d'une poudre blanche, fine et molle, d'une densité de 1,99 à 2,01 g/cm³. Les plastiques chargés de carbonate de calcium activé présentent une bonne résistance, des surfaces lisses et une excellente lubrification, ce qui facilite leur mise en œuvre.
Le carbonate de calcium est classé par taille de particule comme suit :
- 1–5 μm : Microparticules de carbonate de calcium
- 0,1–1 μm : carbonate de calcium fin
- 0,02–0,1 μm : carbonate de calcium ultrafin
- En dessous de 0,02 μm : carbonate de calcium super ultrafin
Pour produire du carbonate de calcium ultrafin, on utilise un procédé continu de carbonatation par pulvérisation et de séchage par pulvérisation (procédé à double pulvérisation). Ce procédé réduit les agglomérats apparents et assure une activation uniforme de la surface. Lorsque la granulométrie est comprise entre 0,005 et 0,02 μm, son effet renforçant est comparable à celui de la silice.
Poudre de talc
Le talc (3MgO·4SiO₂·H₂O) est principalement composé de silicate de magnésium hydraté. C'est une charge floconneuse classique, chimiquement inerte et glissante au toucher. Avec une masse volumique de 2,7 à 2,8 g/cm³, la poudre de talc est la deuxième charge la plus utilisée après le carbonate de calcium. En tant que charge plastique, elle améliore la dureté, l'ignifugation, la résistance aux acides et aux alcalis, l'isolation électrique, la stabilité dimensionnelle et la résistance au fluage. Elle possède également des propriétés lubrifiantes, réduisant l'usure des machines et des moules.
Le talc est une charge en forme de plaque. Son utilisation dans les plastiques augmente considérablement la rigidité et réduit l'anisotropie. Il est idéal pour la fabrication de produits plats et de grandes dimensions. Le talc est principalement utilisé dans le PP comme agent de nucléation de cristallisation, améliorant la taille des cristaux et augmentant la rigidité. Il est également utilisé dans les résines PVC, PE, PA et PC. La quantité ajoutée est généralement comprise entre 10% et 40%. Les conditions et les équipements de traitement sont similaires à ceux utilisés pour les plastiques chargés au carbonate de calcium, notamment les méthodes d'extrusion, de moulage, d'injection et de calandrage.
Wollastonite
La wollastonite est la troisième charge la plus utilisée après le carbonate de calcium et le talc. Elle est fabriquée à partir de minéraux silicatés naturels, tels que le silicate de calcium (CaSiO₃). La wollastonite naturelle présente une structure mixte granulaire, en forme d'aiguilles et de bâtonnets, principalement sous forme d'aiguilles. C'est un minéral cristallin blanc, non hygroscopique et non toxique, doté d'un faible coefficient de dilatation thermique et d'une excellente résistance chimique. Son indice de réfraction de 1,62, proche de celui du PVC, le rend idéal pour les produits transparents en PVC. Sa structure en forme d'aiguilles renforce les plastiques et peut remplacer partiellement les fibres de verre coûteuses.
La wollastonite est utilisée dans le PVC, le PP, le PE, le PA, le polyester, les résines époxy et les résines phénoliques. La quantité typique utilisée est inférieure à 40%. traitement de surface avec des agents de couplage au silane est courant.
Kaolin
Le kaolin (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O) est un minéral argileux. Il est tendre et glissant, avec une densité de 2,2 à 2,6 g/cm³ et un pH de 5 à 6. Il possède d'excellentes propriétés d'isolation électrique et est utilisé dans des applications telles que l'isolation en PVC, les câbles en PE et PP, et les films composites. L'ajout de kaolin 10% au PVC améliore l'isolation électrique de 5 à 10 fois.
Le kaolin est également utilisé dans les résines polyester et époxy pour ajuster la viscosité, améliorer la résistance à l'usure et optimiser les propriétés de mise en œuvre. Il peut également servir d'agent de nucléation pour le PP et possède certains effets ignifuges. La quantité ajoutée varie généralement de 5% à 60%, avec une granulométrie supérieure à 100 mesh.
Mica
Le mica est un minéral complexe composé d'aluminium, de potassium, de lithium, de magnésium, de fer et d'autres éléments. La poudre de mica est obtenue par broyage de paillettes de mica naturel. La granulométrie est généralement comprise entre 8 et 10 μm et le rapport longueur/largeur est d'environ 30. Le mica présente une structure plaquettaire typique, à l'éclat vitreux, et présente une teneur en humidité comprise entre 1,01 TP3T et 4,21 TP3T. Il est non toxique et peut être utilisé dans les produits destinés au contact alimentaire.
La poudre de mica peut être utilisée pour le remplissage des plastiques PE, PP, PVC, PA, ABS et polyester, ainsi que des plastiques thermodurcissables comme l'EP et le PF. La quantité typique ajoutée est de 10% à 40%, avec des granulométries allant de 100 à 325 mesh. Le mica augmente considérablement les modules de traction et de flexion des plastiques et confère une excellente isolation électrique, une résistance à la chaleur, une stabilité dimensionnelle, une résistance à l'humidité et une résistance à la corrosion. Son inconvénient est son coût plus élevé.
Terre de diatomées
La terre de diatomées est un sédiment fossilisé formé par des algues unicellulaires. Principalement composée de SiO₂, elle est poreuse, légère et facile à réduire en poudre. C'est une charge légère de haute qualité utilisée dans le PVC, le PO et les plastiques thermodurcissables, ainsi que dans les composites de construction pour l'insonorisation, l'isolation thermique et les applications antiadhésives. Cependant, elle présente des taux élevés d'absorption d'huile et de résine.
Noir de carbone
Le noir de carbone est produit par la combustion incomplète d'hydrocarbures dans des conditions contrôlées. Il existe une grande variété de types, notamment le noir de fourneau, le noir de canal et le noir thermique. Utilisé dans les polymères, le noir de carbone offre une protection contre la dégradation par la lumière et l'oxydation thermique. Sa finesse influence les performances du produit ; des particules plus fines offrent une meilleure noirceur, une protection contre les UV, une résistance au vieillissement et une résistivité superficielle plus faible, mais peuvent être plus difficiles à disperser.
Pour les charges, des particules plus grosses de noir de carbone de four (25 à 75 μm) sont souvent utilisées.
Silice (SiO₂)
La silice (SiO₂) est une poudre de roche, principalement composée de quartz et de silicates. La poudre de SiO₂ naturelle est utilisée dans les résines thermodurcissables comme le polyester insaturé et les résines époxy, ainsi que dans la production d'agate et de marbre artificiels. La silice synthétique, communément appelée noir de carbone blanc, est une charge renforçante de deuxième choix après le noir de carbone. Elle présente un fini mat et améliore l'isolation électrique et la dureté des plastiques, mais présente une faible fluidité et une viscosité élevée.
Poudre épique
L'intégration de charges en poudre dans les plastiques offre un moyen économique d'améliorer les performances dans divers secteurs. Chez Epic Powder, nous sommes spécialisés dans la fourniture de solutions de broyage et de transformation de haute qualité pour garantir que ces charges, telles que le carbonate de calcium, le talc et la silice, répondent aux exigences précises des applications modernes. Grâce à des technologies de broyage avancées, Epic Powder permet d'optimiser la granulométrie, améliorant ainsi la consistance et la fonctionnalité de ces matériaux dans les plastiques, générant ainsi des économies et des performances produit supérieures.