Carbonato de cálcio é o inorgânico mais comumente usado enchimento em pós. É barato, abundante, atóxico e inodoro. Possui brancura de até 96%, pode ser facilmente colorido e possui excelente estabilidade química. É fácil de secar e amplamente utilizado em diversos plásticos.
Carbonato de cálcio
Existem três tipos de cargas em pó de carbonato de cálcio: carbonato de cálcio pesado, carbonato de cálcio leve e carbonato de cálcio ativado.
Carbonato de cálcio pesado (CaCO₃ pesado)
Produzido por britagem mecânica, peneiramento, classificação e tratamento de superfície de calcário, etc., é subdividido em carbonato de cálcio pesado seco (comumente conhecido como pó duplo) e carbonato de cálcio pesado úmido. O formato das partículas é irregular e o tamanho médio das partículas é de 1 a 10 μm, com 50% das partículas abaixo de 3 μm. Possui densidade de 2,7 a 2,9 g/cm³ e é quase insolúvel em água. Avanços recentes em moagem Tecnologias avançadas (como moinhos de jato de ar) permitem a produção de carbonato de cálcio pesado ultrafino, com dimensões de até 0,1 μm. O carbonato de cálcio pesado é comumente usado em PVC para reduzir custos, melhorar a estabilidade dimensional e, quando usado com argila, aumentar a elasticidade e a resistência à deformação térmica.
Carbonato de cálcio leve (CaCO₃ leve)
Produzido por métodos químicos, também conhecido como carbonato de cálcio precipitado. Seu formato de partícula é fusiforme, acicular ou colunar, com tamanhos de partícula variando de 1 a 10 μm, sendo que 80% das partículas têm menos de 3 μm. Possui densidade de 2,65 g/cm³. O carbonato de cálcio leve é usado principalmente em poliolefinas e possui efeitos semelhantes ao carbonato de cálcio pesado, com melhores efeitos de intensificação e melhor resistência a ácidos.
Carbonato de cálcio ativado
Também conhecido como carbonato de cálcio modificado ou carbonato de cálcio coloidal. É tratado com modificadores de superfície (como ácido esteárico, cerca de 3% em peso) para ativar carbonato de cálcio leve ou pesado. Apresenta-se como um pó branco, fino e macio, com densidade de 1,99–2,01 g/cm³. Plásticos preenchidos com carbonato de cálcio ativado apresentam boa resistência, superfícies lisas e excelente lubrificação, facilitando o processamento.
O carbonato de cálcio é classificado pelo tamanho das partículas da seguinte forma:
- 1–5 μm: Carbonato de cálcio em micropartículas
- 0,1–1 μm: Carbonato de cálcio fino
- 0,02–0,1 μm: Carbonato de cálcio ultrafino
- Abaixo de 0,02 μm: Carbonato de cálcio super ultrafino
Para produzir carbonato de cálcio ultrafino, utiliza-se um processo contínuo de carbonatação por pulverização e secagem por pulverização (processo de pulverização dupla). Esse processo reduz os aglomerados aparentes e garante ativação uniforme da superfície. Quando o tamanho das partículas está entre 0,005 e 0,02 μm, seu efeito de reforço é comparável ao da sílica.
Talco em pó
O talco (3MgO·4SiO₂·H₂O) é composto principalmente de silicato de magnésio hidratado. É uma carga típica em forma de flocos, quimicamente inerte e com toque escorregadio. Com uma densidade de 2,7–2,8 g/cm³, o pó de talco é a segunda carga mais utilizada, depois do carbonato de cálcio. Como carga plástica, melhora a dureza, a retardância à chama, a resistência a ácidos e álcalis, o isolamento elétrico, a estabilidade dimensional e a resistência à fluência. Também possui propriedades lubrificantes, reduzindo o desgaste em máquinas e moldes.
O pó de talco é uma carga em forma de placa, portanto, quando usado em plásticos, aumenta significativamente a rigidez e reduz a anisotropia. É ideal para a fabricação de produtos grandes e planos. O talco é usado principalmente em PP como agente nucleador de cristalização, melhorando o tamanho dos cristais e aumentando a rigidez. Também é usado em resinas de PVC, PE, PA e PC. A quantidade de adição é tipicamente de 10% a 40%. As condições e equipamentos de processamento são semelhantes aos usados para plásticos com carga de carbonato de cálcio, incluindo métodos de extrusão, moldagem, injeção e calandragem.
Wollastonita
A wollastonita é a terceira maior carga, depois do carbonato de cálcio e do talco. É feita de minerais de silicato naturais, como o silicato de cálcio (CaSiO₃). A forma natural da wollastonita apresenta uma estrutura mista em forma de agulha, haste e granular, principalmente na forma de agulha. É um mineral cristalino branco, não higroscópico, atóxico, com baixo coeficiente de expansão térmica e excelente resistência química. A wollastonita possui um índice de refração de 1,62, próximo ao do PVC, tornando-a ideal para produtos transparentes de PVC. Sua estrutura em forma de agulha reforça plásticos e pode substituir parcialmente as dispendiosas fibras de vidro.
A wollastonita é usada em PVC, PP, PE, PA, poliéster, resina epóxi e resinas fenólicas. A quantidade típica de uso é inferior a 40%, e tratamento de superfície com agentes de acoplamento de silano é comum.
Caulino
Caulim (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O) é um tipo de mineral de argila. É macio e escorregadio, com densidade de 2,2 a 2,6 g/cm³ e pH de 5 a 6. O caulim possui excelentes propriedades de isolamento elétrico e é utilizado em aplicações como isolamento de PVC, cabos de PE e PP e filmes compostos. Quando o caulim 10% é adicionado ao PVC, ele melhora o isolamento elétrico em 5 a 10 vezes.
O caulim também é usado em resinas de poliéster e epóxi para ajustar a viscosidade, melhorar a resistência ao desgaste e aprimorar as propriedades de processamento. Também pode atuar como agente nucleante para PP e possui certos efeitos retardantes de chama. A quantidade adicionada normalmente varia de 5% a 60%, com um tamanho de partícula superior a 100 mesh.
Mica
A mica é um mineral complexo composto por alumínio, potássio, lítio, magnésio, ferro e outros elementos. O pó de mica é obtido pela trituração de flocos de mica natural, com tamanhos de partícula tipicamente entre 8 e 10 μm e uma relação comprimento/largura de aproximadamente 30. A mica é uma estrutura plaquetária típica com brilho vítreo e contém um teor de umidade de 1,0% a 4,2%. É atóxica e pode ser usada em produtos que entram em contato com alimentos.
O pó de mica pode ser usado para preencher plásticos de PE, PP, PVC, PA, ABS e poliéster, bem como plásticos termofixos como EP e PF. A quantidade típica de adição é de 10% a 40%, com tamanhos de partículas variando de 100 a 325 mesh. A mica aumenta significativamente o módulo de tração e flexão em plásticos e confere excelente isolamento elétrico, resistência ao calor, estabilidade dimensional, resistência à umidade e resistência à corrosão. A desvantagem é seu custo mais elevado.
Terra diatomácea
A terra diatomácea é um sedimento fossilizado formado por algas unicelulares. É composta principalmente de SiO₂, é porosa, leve e fácil de moer em pó. A terra diatomácea é um enchimento leve de alta qualidade usado em PVC, PO e plásticos termofixos, bem como em compósitos de construção para isolamento acústico, isolamento térmico e aplicações antiaderentes. No entanto, apresenta altas taxas de absorção de óleo e resina.
Carbono negro
O negro de fumo é produzido pela combustão incompleta de hidrocarbonetos sob condições controladas. Ele existe em uma ampla variedade de tipos, incluindo negro de forno, negro de canal e negro térmico. O negro de fumo adiciona proteção contra degradação pela luz e oxidação pelo calor quando usado em polímeros. Sua finura impacta o desempenho do produto; partículas mais finas proporcionam melhor negritude, proteção UV, resistência ao envelhecimento e menor resistividade superficial, mas podem ser mais difíceis de dispersar.
Para enchimentos, partículas maiores de negro de fumo de forno (25–75 μm) são frequentemente usadas.
Sílica (SiO₂)
A sílica (SiO₂) é um tipo de pó de rocha, composto principalmente por quartzo e minerais de silicato. O pó natural de SiO₂ é utilizado em resinas termofixas, como poliéster insaturado e resinas epóxi, bem como na produção de ágata e mármore artificiais. A sílica sintética, comumente chamada de negro de fumo branco, é uma carga de reforço, perdendo apenas para o negro de fumo. Possui acabamento fosco e melhora o isolamento elétrico e a dureza dos plásticos, mas apresenta baixa fluidez e alta viscosidade.
Pó épico
A incorporação de cargas em pó em plásticos oferece uma maneira econômica de aprimorar o desempenho em diversos setores. Na Epic Powder, somos especializados em fornecer soluções de moagem e processamento de alta qualidade para garantir que essas cargas, como carbonato de cálcio, talco e sílica, atendam aos requisitos precisos das aplicações modernas. Ao utilizar tecnologias avançadas de moagem, a Epic Powder ajuda a otimizar o tamanho das partículas, melhorando a consistência e a funcionalidade desses materiais em plásticos, gerando economia de custos e desempenho superior do produto.