Para carbonato de cálcio ultrafino, tamanho de partícula, área de superfície específica, forma de cristal e valor de absorção de óleo são os indicadores técnicos mais importantes, afetando diretamente seu desempenho de aplicação.
Claro, isso não nega a importância de outros indicadores; apenas que outros indicadores são relativamente mais fáceis de serem obtidos em aplicações industriais.
No entanto, para aplicações especiais, diferentes usos priorizam diferentes indicadores técnicos de carbonato de cálcio ultrafino. Os requisitos variam e não devem ser tratados da mesma forma.
Tamanho de partícula e área de superfície específica
Indicadores básicos de carbonato de cálcio
Atingir um tamanho de partícula primária de 0,02–0,1 μm é um indicador fundamental de carbonato de cálcio superfino. É essencial; caso contrário, não pode ser chamado de ultrafino.
A rigor, isso só completa metade da tarefa de produção. Tratamento de superfície e dispersão ruins fazem com que partículas primárias se aglomerem. Essas partículas secundárias aglomeradas podem crescer em grandes aglomerados. Seu tamanho pode atingir várias centenas de nanômetros.
Portanto, as imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) mostram apenas o tamanho primário das partículas. Elas não refletem o tamanho real das partículas secundárias aglomeradas. Isso ocorre porque a preparação da amostra envolve certos tratamentos técnicos. O carbonato de cálcio ultrafino severamente aglomerado tem uma área de superfície específica medida por BET menor.
Portanto, a observação TEM e a medição da área de superfície específica devem ser combinadas. Isso garante uma avaliação científica e abrangente. Elas ajudam a avaliar a finura, a forma cristalina e o estado de dispersão do carbonato de cálcio ultrafino.
Conexão Intrínseca
O tamanho médio de partícula do carbonato de cálcio ultrafino está intimamente relacionado à sua área de superfície específica. Alguns pesquisadores usam o volume de sedimentação para determinar o tamanho da partícula. Existem muitos fatores que afetam o volume de sedimentação do carbonato de cálcio além do tamanho da partícula. A qualidade do calcário, a calcinação da cal, a digestão e as condições de carbonatação influenciam o tamanho da partícula. A forma cristalina do carbonato de cálcio também afeta o volume de sedimentação. O carbonato de cálcio tem diversas formas cristalinas com formas geométricas irregulares. Até mesmo a mesma forma cristalina varia em estrutura. Portanto, a forma cristalina tem um impacto complexo no volume de sedimentação. Usar o volume de sedimentação para determinar o tamanho da partícula é impreciso e tem grandes erros.
Para prevenir eficazmente a aglomeração de partículas secundárias, o carbonato de cálcio superfino geralmente necessita modificação de superfície. O processo de tratamento de superfície não apenas melhora a atividade, mas também previne a aglomeração de partículas secundárias.
Para um grau especial específico de carbonato de cálcio ultrafino, a fim de atender melhor aos requisitos do usuário, há diferenças na forma do cristal e no tamanho das partículas.
Há também a seleção de agentes de tratamento de superfície, juntamente com a experiência e técnicas durante o processo de tratamento.
Portanto, é difícil usar um padrão unificado para medir variedades especiais de carbonato de cálcio ultrafino para diferentes propósitos.
Forma de Cristal
Para carbonato de cálcio ultrafino, o formato do cristal também é um indicador técnico muito importante.
É bem sabido que o carbonato de cálcio leve comum tem um formato de fuso. Quando usado em plásticos de PVC, ele cria alto estresse, fazendo com que os filmes plásticos fiquem brancos. O carbonato de cálcio superfino deve ter diferentes formas de cristal com base em sua aplicação. Por exemplo:
Carbonato de cálcio ultrafino para plásticos
Carbonato de cálcio ultrafino para plásticos requer uma estrutura cristalina simples, menor volume a granel e menor absorção de óleo. Formas cúbicas ou esféricas são preferíveis. Carbonato de cálcio ultrafino com tamanho de partícula de 0,072 μm melhora os plásticos de PVC. Ele melhora a suavidade da superfície, o brilho e o isolamento elétrico. Em materiais de cabos macios, ele permite mais do que o dobro da quantidade de enchimento, ao mesmo tempo em que atende aos padrões nacionais. Em filmes plásticos, ele reduz o branqueamento e aumenta o alongamento em baixa temperatura. Em plásticos rígidos como portas, janelas e perfis, ele melhora a resistência ao impacto. A resistência ao impacto entalhada pode atingir 49,1 kJ/m².
Carbonato de cálcio ultrafino para borracha
Estruturas em forma de cadeia fornecem o melhor reforço. O carbonato de cálcio ultrafino em forma de cadeia se forma alinhando vários a dezenas de cristais. Na borracha, ele cria uma rede tridimensional com excelente dispersão. Durante a mistura, as cadeias de carbonato de cálcio se quebram, formando superfícies ativas. Essas superfícies ativas se ligam firmemente às cadeias de borracha. Isso aumenta significativamente seu efeito de reforço na borracha. A resistência do reforço na borracha diminui nesta ordem: em forma de cadeia, em forma de agulha, esférica e cúbica.
Carbonato de cálcio ultrafino para tinta
O formato cúbico é o melhor, determinado pelas propriedades da tinta. Na tinta à base de resina, o carbonato de cálcio ultrafino melhora o brilho, a transparência e o fluxo. O formato cúbico fornece o melhor brilho para a tinta.
Carbonato de cálcio precipitado para revestimento de papel
Geralmente, não pertence à categoria de carbonato de cálcio ultrafino. Geralmente não se enquadra no carbonato de cálcio ultrafino. Seu tamanho de partícula está dentro do carbonato de cálcio fino (0,1–1 μm). No entanto, a forma do cristal ainda é importante. Opacidade, alta viscosidade, brancura e absorção de tinta são fatores-chave. As formas de flocos e cristais cúbicos são ideais.
Em resumo, o carbonato de cálcio ultrafino deve ter um tamanho de partícula de 0,02–0,1 μm. Além disso, sua forma cristalina deve ser selecionada com base na aplicação. Isso garante a produção de produtos comercializáveis.
Valor de absorção de óleo
O valor de absorção de óleo do carbonato de cálcio ultrafino é crucial para seu desempenho. É especialmente importante em plásticos, revestimentos e tintas. Um alto valor de absorção de óleo aumenta o consumo de plastificante em plásticos. Em revestimentos e tintas, ele aumenta a viscosidade. Portanto, o valor de absorção de óleo não deve ser muito alto.
Além de suas propriedades físicas, muitos fatores afetam o valor de absorção de óleo de um pó. Entre eles, o tamanho da partícula é um fator importante.
Portanto, para carbonato de cálcio superfino, a primeira consideração é o tamanho da partícula e a dispersão. É importante atingir uma área de superfície específica correspondente ao tamanho da partícula. Então, concentre-se em reduzir o valor de absorção de óleo. Só então isso tem significado prático. Se a dispersão for ruim e as partículas secundárias se aglomerarem, a área de superfície específica é pequena. Neste caso, mesmo com um baixo valor de absorção de óleo, não tem aplicação prática.
Conteúdo principal
O conteúdo principal do carbonato de cálcio superfino (óxido de cálcio) não deve ser excessivamente restrito dentro de uma certa faixa. Na maioria dos casos, o carbonato de cálcio ultrafino serve como um enchimento funcional. Ele afeta principalmente as propriedades físicas do material preenchido, não suas propriedades químicas. O conteúdo principal dentro de uma certa faixa pode atender aos requisitos de desempenho físico.
Durante a preparação de carbonato de cálcio superfino, vários aditivos são usados para atingir as propriedades desejadas. Isso inclui agentes de controle de forma de cristal, dispersantes e agentes de tratamento de superfície. Eles ajudam a atender às necessidades de plásticos, borracha e tintas. Essas "impurezas" adicionadas intencionalmente geralmente não afetam o desempenho. Em alguns casos, elas até melhoram as propriedades da aplicação. No entanto, esses aditivos inevitavelmente impactam o conteúdo principal (óxido de cálcio).
Elementos nocivos como ferro e manganês devem ser rigorosamente controlados. Eles podem vir de matérias-primas ou do processo de preparação. Essas impurezas afetam a cor do produto e aceleram a degradação da resina. Elas também aceleram o envelhecimento da resina e devem ser evitadas. Impurezas como silício, alumínio e magnésio reduzem a brancura. Elas também impactam negativamente as operações de processamento. As matérias-primas de calcário devem ser cuidadosamente selecionadas e controladas.
Portanto, o conteúdo principal de carbonato de cálcio superfino (óxido de cálcio) não deve ser excessivamente restrito dentro de uma faixa razoável. Limitações excessivas podem dificultar o desenvolvimento de produtos especializados.
Em resumo, as principais direções de desenvolvimento para carbonato de cálcio ultrafino são especialização, diversificação e funcionalidade. Simplesmente produzir carbonato de cálcio ultrafino com um tamanho de partícula de 0,02–0,1 μm não é suficiente. Ignorar a forma do cristal, dispersão e ativação o torna inadequado para todas as aplicações. Diferentes indústrias exigem propriedades específicas, como tamanho de partícula, formato do cristal, área de superfície e absorção de óleo. Adaptar esses fatores garante melhor compatibilidade com várias indústrias e usuários. Portanto, aplicar um único padrão a todos os produtos de carbonato de cálcio ultrafino é impraticável.
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