As principais especificações técnicas do ultrafino carbonato de cálcio— tamanho de partícula, área superficial específica, forma cristalina e absorção de óleo — impactam diretamente o desempenho da aplicação. Embora outros indicadores sejam importantes, eles são relativamente fáceis de obter industrialmente. Para produtos especializados, diferentes aplicações colocam ênfases diferentes em indicadores distintos e exigem requisitos diferentes.
Tamanho de partícula e área de superfície específica
O requisito fundamental para ultrafino carbonato de cálcio é que o tamanho médio de suas partículas primárias deve estar dentro da faixa de 0,02 a 0,1 μm. Esta é a base de sua característica "ultrafina". No entanto, alcançar isso apenas cumpre metade da tarefa. Se o tratamento de superfície e as tecnologias de dispersão forem inadequados, as partículas primárias se agregarão em grandes partículas secundárias, que podem ter várias centenas de nanômetros de tamanho.
Portanto, uma avaliação científica e abrangente da finura, morfologia cristalina e estado de dispersão do UCC requer o uso combinado de observação por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e medição de área de superfície específica.
Para prevenir eficazmente a aglomeração de partículas secundárias, o carbonato de cálcio ultrafino normalmente passa por modificação de superfície tratamento. Este processo é crucial não apenas para melhorar a atividade do UCC, mas também para inibir a formação de agregados de partículas secundárias.
A produção de carbonato de cálcio ultrafino depende fortemente de moagem precisaEquipamentos avançados, como moinhos a jato ou moinhos de bolas de alta energia, são utilizados para atingir o tamanho de partícula desejado. Os moinhos a jato utilizam fluxo de ar de alta velocidade para impulsionar as colisões de partículas, garantindo uma distribuição uniforme do tamanho das partículas e alta pureza. Os moinhos de bolas de alta energia proporcionam moagem mecânica intensa para refinar as partículas. Ambos os métodos exigem controle preciso para evitar moagem excessiva, que pode alterar a estrutura cristalina ou introduzir impurezas.
Morfologia Cristalina
A morfologia dos cristais é outro índice técnico vital para o carbonato de cálcio ultrafino.
É sabido que o carbonato de cálcio leve comum tem formato fusiforme. Quando utilizado em plásticos de PVC, pode induzir estresse significativo, levando a um fenômeno de branqueamento no filme plástico. Portanto, os produtos UCC devem ter diferentes morfologias cristalinas, adaptadas às suas aplicações específicas.
- Aplicação de plásticos: Requer estrutura cristalina simples, pequeno volume a granel e baixo valor de absorção de óleo. Cúbico ou esférico formatos são preferidos. Por exemplo, o UCC com tamanho de partícula de aproximadamente 0,072 μm pode aprimorar plásticos de PVC, resultando em produtos com superfície fina e lisa, bom brilho e excelente isolamento elétrico. Quando usado em materiais de cabos macios, os padrões de desempenho podem ser atendidos mesmo quando a quantidade de enchimento é mais que dobrada. Em filmes plásticos, reduz o branqueamento e melhora o alongamento em baixas temperaturas. Em plásticos rígidos, como portas, janelas e perfis, aumenta a resistência ao impacto, com resistência ao impacto entalhada atingindo até 49,1 kJ/m².
- Aplicação de borracha: Em forma de corrente A morfologia proporciona o melhor desempenho de reforço. O UCC em forma de cadeia consiste em vários a dezenas de cristalitos conectados em uma direção, formando uma estrutura de rede espacial com excelente dispersibilidade na borracha. Durante a mistura, as cadeias de UCC se rompem, criando superfícies de fratura ativas que se ligam mais fortemente às cadeias de borracha, aumentando significativamente o efeito de reforço. A ordem de desempenho de reforço na borracha, do mais forte ao mais fraco, é: Em forma de corrente > Acicular (em forma de agulha) > Esférico > Cúbico.
- Aplicação de tinta: Cúbico A morfologia é ideal para tintas à base de resina, que exigem alto brilho, boa transparência e excelente fluidez. O formato cúbico é mais benéfico para o brilho da tinta.
- Revestimento de papel Carbonato de cálcio precipitado (PCC): Embora a maioria dos tamanhos de suas partículas (0,1∼1μm) estejam dentro da faixa de carbonato de cálcio fino, ele também tem requisitos específicos de morfologia cristalina para atender às demandas de opacidade (poder de cobertura), viscosidade de alto teor de sólidos, brancura e propriedades de absorção de tinta. Platy (semelhante a um prato) e Cúbico morfologias são consideradas ideais.
Valor de absorção de óleo
O valor de absorção de óleo é crucial para o desempenho da aplicação do carbonato de cálcio ultrafino, especialmente em plásticos, revestimentos e tintas. Um alto valor de absorção de óleo consumirá uma grande quantidade de plastificante em plásticos ou aumentará drasticamente a viscosidade de revestimentos e tintas. Consequentemente, o valor de absorção de óleo não deve ser excessivamente alto.
Muitos fatores influenciam o valor de absorção de óleo de um pó. Além das propriedades físicas intrínsecas da substância, tamanho de partícula de pó é um fator contribuinte significativo.
Conteúdo principal
O teor principal (teor de Óxido de Cálcio) do carbonato de cálcio ultrafino não deve ser limitado de forma muito estrita dentro de uma determinada faixa. Isso ocorre porque, na maioria das aplicações, o UCC atua como uma carga funcional, afetando o material de carga principalmente por meio de propriedades físicas, que geralmente são satisfeitas pelo teor principal dentro de uma faixa razoável.
Durante a preparação, são adicionados diversos agentes de controle, dispersantes e agentes de tratamento de superfície. Esses aditivos ajudam a obter morfologias cristalinas específicas e boa dispersão. Eles também melhoram o desempenho de ativação para atender às necessidades de plásticos, borracha e tintas. Essas "impurezas" adicionadas intencionalmente geralmente não têm impacto negativo no desempenho da aplicação do UCC, podendo até mesmo beneficiá-lo. No entanto, sua inclusão afeta inevitavelmente o teor principal medido (Óxido de Cálcio).
No entanto, elementos nocivos como ferro e manganês devem ser rigorosamente controlados. Eles podem vir das matérias-primas ou durante o preparo. Essas impurezas afetam negativamente a cor do produto final. Elas também aceleram a degradação e o envelhecimento da resina. Outras impurezas, como silício, alumínio e magnésio, reduzem a brancura do UCC. Elas também podem interferir nas operações de processamento. Portanto, um controle rigoroso é necessário na seleção de matérias-primas de calcário.
Pó épico
O desempenho superior do carbonato de cálcio ultrafino decorre do controle preciso de seus principais índices — especialmente tamanho de partícula, morfologia cristalina e atividade superficial. Na produção industrial, tecnologias de moagem e preparação de alta qualidade são essenciais para atingir essas especificações. Seja por meio da moagem tradicional via úmida/seca ou por ativação mecânica mais avançada, o desempenho do equipamento de moagem determina diretamente a finura e a dispersibilidade finais do produto. Tecnologias e equipamentos avançados de moagem, exemplificados pela Epic Powder, concentram-se em fornecer soluções mais eficientes e com economia de energia. Essas inovações ajudam os fabricantes a controlar com precisão a distribuição do tamanho de partícula e a morfologia cristalina do UCC, garantindo sua funcionalidade ideal em diversas aplicações especializadas e impulsionando ainda mais a inovação e o desenvolvimento nas áreas de plásticos, borracha e tintas.