Карбонат кальция является важным и широко используемым химическим материалом. Как армирующий агент и наполнитель, он широко применяется в таких отраслях, как производство резины, бумаги, чернил, покрытий, пластмасс, продуктов питания и косметики. Тяжелая кальциевая модификация повышает его производительность в этих областях применения. Она не только увеличивает объем продукта и экономит базовый материал, но и снижает затраты. Кроме того, тяжелая кальциевая модификация улучшает физические свойства, производительность печати и размерную стабильность продуктов.
Что такое Тяжелый карбонат кальция ?
В зависимости от различных методов производства карбонат кальция можно разделить на легкий карбонат кальция и тяжелый карбонат кальция. Легкий карбонат кальция, также известный как осажденный карбонат кальция, производится с использованием методов химической обработки. Тяжелый карбонат кальция, также известный как молотый карбонат кальция, производится путем механического дробления природных материалов, таких как известняк, кальцит и мел. Между тяжелым и легким карбонатом кальция существуют различия в размере частиц и характеристиках поверхности, что приводит к различным эффектам при их применении.
По сравнению с легким карбонатом кальция, тяжелый карбонат кальция имеет такие преимущества, как низкое потребление энергии, простая обработка и низкая стоимость. Его заполняющий эффект в таких отраслях, как производство бумаги, пластмасс, строительство и покрытия, значительно лучше, чем у легкого карбоната кальция. Однако все еще есть некоторые проблемы в производстве и применении тяжелого карбоната кальция, которые требуют улучшения:
- Сверхтонкие частицы тяжелого карбоната кальция.
2. Разработка специализированных продуктов из тяжелого карбоната кальция.
Эффективным решением этих проблем является модификация тяжелого карбоната кальция для соответствия требованиям различных продуктов.
Почему Модификация поверхности Необходимый?
Основными целями модификации поверхности тяжелого карбоната кальция являются:
- Для снижения поверхностной энергии тяжелого карбоната кальция и предотвращения агломерации.
- Улучшить дисперсию тяжелого карбоната кальция в матрице.
- Для усиления межфазного сродства между тяжелым карбонатом кальция и матрицей.
- Повысить специфичность и функциональность модифицированного тяжелого карбоната кальция.
Методы модификации тяжелого кальция
Для достижения наилучшего эффекта заполнения с помощью модифицированного тяжелого карбоната кальция необходимо учитывать область его применения, методы обработки и партнеров по смешиванию. Для различных матриц и областей применения необходимо выбрать подходящий модификатор и метод модификации. Далее мы представим несколько методов модификации поверхности и выбранные модификаторы на основе различных процессов обработки поверхности тяжелого карбоната кальция.
Физическая модификация покрытия
Физическая модификация покрытия заключается в смешивании модификаторов с тяжелым карбонатом кальция в определенном соотношении. Под действием диспергирующих сил модификатор адсорбируется на поверхности тяжелого карбоната кальция посредством физических сил, таких как силы Ван-дер-Ваальса или электростатического притяжения. При этом образуется однослойное, двухслойное или многослойное покрытие.
Для преодоления недостатков традиционных диспергаторов и увеличения физических сил связывания с 1970-х годов на международном уровне ведется разработка нового типа супердиспергаторов.
По сравнению с традиционными поверхностно-активными веществами супердиспергаторы имеют следующие преимущества:
- Они имеют более сильную связь с поверхностью тяжелых частиц карбоната кальция и практически не десорбируются.
- Длинные полимерные цепи могут более эффективно предотвращать повторную агломерацию тяжелых частиц карбоната кальция.
Эти преимущества делают модифицированный супердисперсантом тяжелый карбонат кальция перспективным для широкого использования в таких отраслях, как производство пластмасс, пигментов, чернил и покрытий.
Химическая модификация поверхности
Поверхностная химическая модификация относится к процессу, в котором модификаторы реагируют или химически адсорбируются на активных участках на поверхности частиц тяжелого карбоната кальция. Это позволяет модификатору покрывать поверхность тяжелого карбоната кальция, улучшая его совместимость и диспергируемость с органическими матрицами. Этот процесс улучшает производительность обработки и физико-механические свойства композитных материалов. Поверхностная химическая модификация в основном включает:
- Модификация связующего агента
- Модификация композитного связующего агента
- Модификация полимерного покрытия
- Органическая модификация
Механохимическая модификация
Механико-химическая модификация подразумевает использование механических методов, таких как измельчение и трение, для того чтобы вызвать смещение решетки и изменение формы кристаллов в тяжелом порошке карбоната кальция.
В то же время температура системы повышается, а внутренняя энергия увеличивается. Крупные частицы карбоната кальция непрерывно распадаются на более мелкие, даже микронные или наноразмерные частицы, усиливая химическую активность поверхности. Это повышает вероятность того, что частицы химически свяжутся или прикрепятся к модификатору, снижая их внутреннюю энергию и стабилизируя систему, тем самым достигая модификации поверхности.
При промышленном производстве тяжелого карбоната кальция измельчение и модификация поверхности обычно проводятся раздельно. Однако добавление модификаторов в процессе измельчения не только усиливает эффект модификации поверхности с помощью физико-механических сил, но и предотвращает агломерацию, вызванную слишком мелкими частицами.
Более того, сам модификатор действует как превосходная смазка и диспергатор, снижая трение между частицами. Это облегчает процесс измельчения и защищает оборудование, упрощая процесс и улучшая эффект модификации и эффективность механохимической модификации.
Модификация поверхностного осаждения
Модификация поверхностного осаждения включает использование соответствующих методов для осаждения модификаторов на поверхность тяжелого карбоната кальция. Это один из наиболее часто используемых методов модификации поверхности неорганических минеральных пигментов. Этот метод подходит для промышленного производства с простым процессом. Контролируя условия реакции, можно получить желаемый размер частиц и чистоту.
Высокоэнергетическая модификация поверхности
Высокоэнергетическая модификация поверхности подразумевает использование таких методов, как высокоинтенсивное излучение, плазма или ультразвук, для модификации поверхности тяжелого карбоната кальция.
Сильные ударные волны и дисперсионные силы, возникающие в ходе процесса, могут значительно ослабить взаимодействие между частицами. Это помогает предотвратить агломерацию и способствует дисперсии тяжелого карбоната кальция. Однако эффект модификации этой технологии не очень стабилен, она имеет высокие затраты и сложные операции. В результате этого все еще трудно добиться ее широкого применения в реальном производстве.
Заключение
Модификация поверхности является одной из основных технологий обработки для улучшения эксплуатационных характеристик, повышения универсальности и расширения рынка и использования тяжелого карбоната кальция. Основные тенденции развития модификации поверхности тяжелого карбоната кальция:
- Оптимизация эффекта модификации поверхности.
- Наномизация модифицированного тяжелого карбоната кальция.
- Экологичные и безопасные для окружающей среды подходы.
- Трансформация в сторону более высокой добавленной стоимости.
Эпический порошок
Эпический порошок, 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!