Öğütülmüş kalsiyum karbonat (GCC), doğal kalsit, mermer, kireç taşı ve benzeri hammaddelerin mekanik öğütme ve sınıflandırma yoluyla üretilen inorganik metalik olmayan bir tozdur. Kararlı kimyasal özellikleri, bol kaynakları ve düşük maliyeti nedeniyle öğütülmüş kalsiyum karbonat (Körfez İşbirliği Konseyi) plastik, kauçuk, kaplama, kağıt ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yapısal Özellikler
Kristal Yapı
Öğütülmüş kalsiyum karbonat (GCC), yoğun bir şekilde istiflenmiş Ca²⁺ ve CO₃²⁻ iyonlarından oluşan bir kristal kafese sahip trigonal kristal sistemine (kalsit tipi) aittir. Bu yapı, iyi bir stabilite ve nispeten yüksek sertlik sağlar.
Parçacık Morfolojisi
- Çeşitli şekiller: genellikle kübik, rombohedral, küresel benzeri veya düzensiz.
- Parçacık boyut aralığı: tipik olarak birkaç mikrondan onlarca mikrona kadar; ultra ince öğütme ile 1 μm'nin altındaki boyutlara ulaşılabilir.
- Özgül yüzey alanı: Parçacık boyutu ne kadar ince olursa, yüzey alanı o kadar büyük olur, bu da yüzey aktivitesini artırır ve organik polimer malzemelerle bağlanmayı iyileştirir.
Yüzey Özellikleri
GCC'nin yüzeyi güçlü bir polariteye sahiptir, hidrofilik ve oleofobiktir. Uygulamalarda, yüzey modifikasyonu (stearik asit veya bağlayıcı madde muamelesi gibi) organik matrislerle uyumluluğu artırmak için sıklıkla gereklidir.
Fiziksel Özellikler
Yoğunluk ve Sertlik
| Mülk | Tipik Aralık | Endüstriyel Önem |
| Yığın yoğunluğu | 0,8–1,3 g/cm³ | Doldurulmuş malzemelerin yığın yoğunluğunu etkiler |
| Sedimentasyon hacmi | 1,1–1,9 mL/g | Parçacık gevşekliğini gösterir |
| Mohs sertliği | 3 (kalsit) | İşleme ekipmanının aşınma oranını belirler |
| Özgül yüzey alanı | ≈1 m²/g | Reçinenin ıslanabilirliğini etkiler |
| Yağ emilimi | 40–60 mL/100 g | Plastik işleme için temel parametre |
Optik Özellikler
Öğütülmüş kalsiyum karbonat (GCC) yüksek beyazlığa sahiptir (genellikle 90%'nin üzerinde), bu da ürünlerin görünümünü ve opaklığını iyileştirir ve kaplamalarda ve kağıtlarda yaygın olarak kullanılmasını sağlar.
Termal Stabilite
Yaklaşık 825°C'de kalsiyum oksit ve karbondioksite ayrışır. Oda sıcaklığında kimyasal olarak kararlıdır, suda çözünmez, CO₂ içeren suda ise az çözünür.
Dağılabilirlik
Parçacık inceliği ve yüzey işlemi, dağılabilirliği doğrudan etkiler. Dar parçacık boyutu dağılımına ve yeterli yüzey modifikasyonuna sahip GCC, polimerlerde homojen olarak dağılabilir ve böylece aglomerasyon azaltılabilir.
Mekanik Özellikler Üzerindeki Etkisi
Plastik, kauçuk ve diğer kompozitlerde GCC'nin yapısı ve özellikleri, nihai ürünün mekanik performansını önemli ölçüde etkiler:
- Arttırılmış sertlik: İyi dağılıma sahip daha küçük parçacık boyutları eğilme modülünü ve sertliği artırabilir.
- Geliştirilmiş boyutsal kararlılık: Bitmiş ürünlerde çekme ve deformasyonu azaltır.
- Azaltılmış darbe dayanıklılığı: Yüksek dolgu içeriği tokluğu azaltabilir ve diğer modifikasyon yöntemleriyle birlikte kullanılması gerekebilir.
Tipik Endüstri Performansı
- Plastikler: 400–1250 mesh GCC, PP/PE ürünlerinin darbe dayanımını 15–20% oranında artırabilirken titanyum dioksit kullanımını 30% oranında azaltabilir.
- Kağıt: Ultra ince sınıflar (d97 < 2 μm), kağıt opaklığını 8–12% oranında iyileştirebilir ve baskı yapılabilirliğini önemli ölçüde artırabilir.
- Kaplamalar:5% nano-CaCO₃ ile harmanlama, lateks boyanın ovalama direncini sinerjik olarak 8.000 döngünün üzerine çıkarabilir.
İşleme Teknolojisi ile İlişki
GCC'nin performansı yalnızca ham mineral kalitesine değil, aynı zamanda işleme ekipmanı ve teknolojisine de bağlıdır. Örneğin, bilyalı değirmen + sınıflandırıcı üretim hatları, dikey değirmenler veya halka silindirli değirmenler, farklı partikül boyutu dağılımlarına ve morfolojilerine sahip tozlar üretebilir. Yüzey modifikasyon makineleri, polimerlerle bağlanmayı önemli ölçüde artırabilir. Bu nedenle Epic Powder gibi şirketler, farklı müşteri ihtiyaçları için özelleştirilmiş GCC toz çözümleri sunabilir.
Çözüm
Kararlı kristal yapısı, mükemmel beyazlığı ve termal kararlılığı ile öğütülmüş kalsiyum karbonat (GCC), birçok endüstriyel uygulamada vazgeçilmez bir rol oynamaktadır. Gelişmiş öğütme ve sınıflandırma teknolojilerinden yararlanılarak, parçacık boyutu dağılımı kontrol edilerek ve etkili yüzey modifikasyonu uygulanarak, maliyet avantajları korunurken performansı önemli ölçüde artırılabilir.
Ultra ince öğütme ve toz mühendisliğinde 20 yılı aşkın uzmanlığa sahip Epic Powder, hammadde seçiminden ince öğütmeye, hassas sınıflandırmaya ve yüzey işlemeye kadar özel GCC çözümleri sunar. Bu sayede GCC ürünleri, plastik, kaplama ve kağıt gibi sektörlerin çeşitli performans gereksinimlerini karşılamakla kalmaz, aynı zamanda aşar ve müşterilerin daha yüksek verimlilik, daha iyi ürün kalitesi ve daha güçlü pazar rekabeti elde etmelerine yardımcı olur.