Нано карбонат кальция относится к агрегатам микрочастиц карбоната кальция с размером частиц от 1 до 100 нм. Уменьшение размера частиц изменяет кристаллическую структуру и поверхностную электронную структуру. Это создает поверхностные эффекты, размерные эффекты и макроскопические эффекты квантового туннелирования, которые отсутствуют в более крупных частицах.
Производство
В настоящее время основным методом промышленного производства нанокарбоната кальция является карбонизация. Его сырьем в основном является известняк с высоким содержанием карбоната кальция. Сырье подвергается прокаливанию, вывариванию, карбонизации, модификация, дисперсия, сушка и упаковка для получения конечного продукта. Процесс карбонизации включает четыре основные химические реакции: прокаливание, вываривание, карбонизацию и модификацию. Ключевой шаг в производстве нано-карбонат кальция через карбонизацию является реакцией карбонизации. В зависимости от взаимодействия между суспензией Ca(OH)2 и CO2, методы включают периодическую карбонизацию, многоступенчатую распылительную карбонизацию и супергравитационную карбонизацию.
Периодическая карбонизация
Улучшенный на основе производства легкого карбоната кальция, CO2 вводится снизу башни. Во время карбонизации добавляются агенты контроля кристаллизации для контроля формы кристаллов и размера частиц. Осадители добавляются для создания осадков и разделения, что приводит к нано-карбонат кальция с разными размерами кристаллов.
Метод многоступенчатой распылительной карбонизации
Обычно для получения нанокарбоната кальция посредством реакции газ-жидкость используются несколько башен карбонизации. Сначала суспензия Ca(OH)2 и Al2(SO4)3 или ZnSO4 распыляется в виде капель сверху первой башни карбонизации. CO2 вводится снизу башни, инициируя реакцию карбонизации для получения жидкости карбонизации. Затем жидкость карбонизации распыляется в виде капель сверху второй башни карбонизации. CO2 вводится снизу башни, запуская вторичную реакцию карбонизации для получения нанокарбоната кальция.
Высокогравитационная карбонизация
Мощное поле центробежной силы генерируется высокоскоростным вращением слоя насадки, создавая среду супергравитации. Это заставляет эмульсию распадаться на очень мелкие капли, значительно увеличивая площадь контакта газ-жидкость и увеличивая скорость карбонизации. Кроме того, эмульсия сильно диспергируется в высокоскоростном вращающемся слое насадки, ограничивая рост кристаллов. Даже без добавления агентов контроля кристаллизации размер частиц полученного нанокарбоната кальция может достигать 15-30 нм.
Приложение
Пластиковые и резиновые поля (армирование конструкций)
Добавление нанокарбоната кальция в композитные материалы обычно составляет всего 3%-5%, но его армирующий эффект эквивалентен примерно 30% стекловолокну или минеральному армированию. Нанокомпозит из нанокарбоната кальция и органических полимеров сочетает в себе размерную стабильность и термическую стабильность неорганических материалов с диэлектрическими свойствами органических полимеров. Кроме того, композитный материал имеет высокую прочность расплава, низкую вязкость и быструю скорость кристаллизации, что выгодно для таких процессов, как литье под давлением, экструзия и выдувное формование органических полимеров.
Покрытие, производство бумаги, смазочное масло
- При добавлении к органическим или водным покрытиям полученное покрытие имеет гладкие, однородные, быстросохнущие характеристики и высокую белизну. Он может заменить дорогой диоксид титана и дорогостоящий коллоидный кальций, сокращая использование связующего в базовом материале. Это помогает суспендировать более тяжелый рутиловый порошок и предотвращает седиментацию, улучшая наносимость кистью и стабильность за счет эффектов стерических помех. Подходит для высококачественных автомобильных верхних покрытий и покрытий шасси.
- Модифицированный нанокарбонат кальция обладает хорошей диспергируемостью и при использовании в производстве бумаги повышает яркость и непрозрачность. Он улучшает гладкость и гибкость бумаги, улучшает впитывание и удержание чернил, что делает его пригодным для высококачественной мелованной бумаги.
- При добавлении в смазочное масло нанокарбонат кальция образует мономолекулярную защитную пленку на поверхности металла посредством электростатической адсорбции. Это улучшает противоизносные и снижающие трение свойства смазочного масла.
Биофармацевтика
Нанокарбонат кальция также обладает хорошей биосовместимостью и биоразлагаемостью, что дает ему огромный потенциал в доставке фармацевтических препаратов, восстановлении тканей и биосенсорных приложениях. Особенно при разработке противораковых лекарственных препаратов нанокарбонат кальция может служить носителем как для гидрофобных, так и для гидрофильных фармацевтических препаратов. Его медленная биодеградация позволяет фармацевтическим препаратам дольше оставаться в области поражения, обеспечивая устойчивое высвобождение фармацевтических препаратов.
Заключение
Нанокарбонат кальция с его уникальными физико-химическими свойствами продолжает внедрять инновации и оптимизировать производственные процессы. Он демонстрирует выдающуюся ценность применения в различных областях. С постоянным технологическим прогрессом и более глубокими исследованиями ожидается, что нанокарбонат кальция будет расширяться в более новых областях. Он принесет прорывы и сюрпризы в материаловедение, биомедицину и другие отрасли. Это продолжит стимулировать высококачественное развитие в смежных отраслях.
Эпический порошок
Epic Powder, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!