Các thông số kỹ thuật chính của siêu mịn canxi cacbonat—kích thước hạt, diện tích bề mặt riêng, dạng tinh thể và khả năng hấp thụ dầu—ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất ứng dụng của nó. Mặc dù các chỉ số khác cũng quan trọng, nhưng chúng tương đối dễ đạt được trong công nghiệp. Đối với các sản phẩm chuyên dụng, các ứng dụng khác nhau chú trọng khác nhau đến các chỉ số khác nhau và yêu cầu các yêu cầu khác nhau.
Kích thước hạt và diện tích bề mặt riêng
Yêu cầu cơ bản đối với siêu mịn canxi cacbonat là kích thước hạt trung bình của các hạt sơ cấp phải nằm trong khoảng 0,02∼0,1μm. Đây chính là nền tảng cho đặc tính "siêu mịn" của nó. Tuy nhiên, việc đạt được điều này chỉ hoàn thành một nửa nhiệm vụ. Nếu công nghệ xử lý bề mặt và phân tán không đủ, các hạt sơ cấp sẽ kết tụ thành các hạt thứ cấp lớn, có thể lên đến vài trăm nanomet.
Do đó, để đánh giá một cách khoa học và toàn diện về độ mịn, hình thái tinh thể và trạng thái phân tán của UCC cần phải kết hợp sử dụng phương pháp quan sát bằng Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và đo diện tích bề mặt riêng.
Để ngăn chặn hiệu quả sự kết tụ của các hạt thứ cấp, canxi cacbonat siêu mịn thường trải qua sửa đổi bề mặt điều trị. Quá trình này không chỉ quan trọng để cải thiện hoạt động của UCC mà còn để ức chế sự hình thành các tập hợp hạt thứ cấp.
Việc sản xuất canxi cacbonat siêu mịn phụ thuộc rất nhiều vào mài chính xácThiết bị tiên tiến như máy nghiền phản lực hoặc máy nghiền bi năng lượng cao được sử dụng để đạt được kích thước hạt mong muốn. Máy nghiền phản lực sử dụng luồng khí tốc độ cao để tạo ra va chạm giữa các hạt, đảm bảo phân bố kích thước hạt đồng đều và độ tinh khiết cao. Máy nghiền bi năng lượng cao cung cấp khả năng nghiền cơ học mạnh mẽ để tinh chế các hạt. Cả hai phương pháp đều yêu cầu kiểm soát chính xác để tránh nghiền quá mức có thể làm thay đổi cấu trúc tinh thể hoặc đưa tạp chất vào.
Hình thái tinh thể
Hình thái tinh thể là một chỉ số kỹ thuật quan trọng khác đối với canxi cacbonat siêu mịn.
Canxi cacbonat nhẹ thông thường có dạng hình thoi. Khi được sử dụng trong nhựa PVC, nó có thể tạo ra ứng suất đáng kể, dẫn đến hiện tượng trắng hóa màng nhựa. Do đó, các sản phẩm UCC nên có hình thái tinh thể khác nhau, phù hợp với ứng dụng cụ thể của chúng.
- Ứng dụng của nhựa: Yêu cầu cấu trúc tinh thể đơn giản, thể tích lớn nhỏ và giá trị hấp thụ dầu thấp. Hình khối hoặc hình cầu Hình dạng được ưa chuộng. Ví dụ, UCC với kích thước hạt khoảng 0,072μm có thể cải thiện nhựa PVC, tạo ra các sản phẩm có bề mặt mịn, bóng đẹp và khả năng cách điện tuyệt vời. Khi được sử dụng trong vật liệu cáp mềm, các tiêu chuẩn hiệu suất vẫn có thể đạt được ngay cả khi lượng chất độn tăng gấp đôi. Trong màng nhựa, nó làm giảm hiện tượng trắng hóa và cải thiện độ giãn dài ở nhiệt độ thấp. Trong nhựa cứng như cửa ra vào, cửa sổ và thanh profile, nó làm tăng độ bền va đập, với độ bền va đập dạng khía đạt tới 49,1kJ/m².
- Ứng dụng của cao su: Giống như chuỗi Hình thái học của UCC mang lại hiệu suất gia cường tốt nhất. UCC dạng chuỗi bao gồm từ vài đến hàng chục tinh thể được kết nối theo một hướng, tạo thành cấu trúc mạng không gian với khả năng phân tán tuyệt vời trong cao su. Trong quá trình trộn, các chuỗi UCC bị phá vỡ, tạo ra các bề mặt đứt gãy hoạt động, liên kết chặt chẽ hơn với các chuỗi cao su, tăng cường đáng kể hiệu quả gia cường. Thứ tự hiệu suất gia cường trong cao su, từ mạnh nhất đến yếu nhất, là: Hình chuỗi > Hình kim (Hình kim) > Hình cầu > Hình khối.
- Ứng dụng mực: Khối lập phương Hình thái này tối ưu cho mực gốc nhựa, vốn đòi hỏi độ bóng cao, độ trong suốt tốt và khả năng chảy tuyệt vời. Hình khối có lợi nhất cho độ bóng của mực.
- Lớp phủ giấy Canxi cacbonat kết tủa (PCC): Mặc dù hầu hết kích thước hạt của nó (0,1∼1μm) đều nằm trong phạm vi canxi cacbonat mịn, nhưng nó cũng có các yêu cầu về hình thái tinh thể cụ thể để đáp ứng nhu cầu về độ mờ đục (khả năng che phủ), độ nhớt của hàm lượng chất rắn cao, độ trắng và tính chất hấp thụ mực. Platy (giống cái đĩa) Và Khối lập phương hình thái được coi là lý tưởng.
Giá trị hấp thụ dầu
Giá trị hấp thụ dầu rất quan trọng đối với hiệu suất ứng dụng của canxi cacbonat siêu mịn, đặc biệt là trong nhựa, lớp phủ và mực in. Giá trị hấp thụ dầu cao sẽ tiêu tốn một lượng lớn chất hóa dẻo trong nhựa hoặc làm tăng đáng kể độ nhớt của lớp phủ và mực in. Do đó, giá trị hấp thụ dầu không được quá cao.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ dầu của bột. Ngoài các đặc tính vật lý vốn có của chất, kích thước hạt bột là một yếu tố góp phần đáng kể.
Nội dung chính
Hàm lượng chính (hàm lượng Canxi Oxit) của canxi cacbonat siêu mịn không nên bị giới hạn quá nghiêm ngặt trong một phạm vi nhất định. Lý do là, trong hầu hết các ứng dụng, UCC đóng vai trò là chất độn chức năng, ảnh hưởng chủ yếu đến vật liệu được độn thông qua các tính chất vật lý, thường được đáp ứng bởi hàm lượng chính trong một phạm vi hợp lý.
Trong quá trình chuẩn bị, nhiều chất kiểm soát, chất phân tán và chất xử lý bề mặt khác nhau được thêm vào. Các chất phụ gia này giúp đạt được hình thái tinh thể đặc trưng và khả năng phân tán tốt. Chúng cũng cải thiện hiệu suất hoạt hóa để đáp ứng nhu cầu của nhựa, cao su và mực in. Những "tạp chất" được thêm vào một cách có chủ đích này thường không gây ảnh hưởng tiêu cực, thậm chí còn có thể mang lại lợi ích, cho hiệu suất ứng dụng của UCC. Tuy nhiên, việc bổ sung chúng chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến hàm lượng chính được đo lường (Canxi Oxit).
Tuy nhiên, các nguyên tố độc hại như sắt và mangan cần được kiểm soát chặt chẽ. Chúng có thể đến từ nguyên liệu thô hoặc trong quá trình chế biến. Những tạp chất này ảnh hưởng tiêu cực đến màu sắc của sản phẩm cuối cùng. Chúng cũng đẩy nhanh quá trình phân hủy và lão hóa của nhựa. Các tạp chất khác như silic, nhôm và magie làm giảm độ trắng của UCC. Chúng cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình chế biến. Do đó, cần kiểm soát chặt chẽ khi lựa chọn nguyên liệu đá vôi thô.
Bột Epic
Hiệu suất vượt trội của canxi cacbonat siêu mịn bắt nguồn từ việc kiểm soát chính xác các chỉ số quan trọng của nó—đặc biệt là kích thước hạt, hình thái tinh thể và hoạt động bề mặt. Trong sản xuất công nghiệp, công nghệ nghiền và chuẩn bị chất lượng cao là điều cần thiết để đạt được các thông số kỹ thuật này. Cho dù thông qua phương pháp nghiền ướt/khô truyền thống hay hoạt hóa cơ học tiên tiến hơn, hiệu suất của thiết bị nghiền quyết định trực tiếp đến độ mịn và khả năng phân tán tối ưu của sản phẩm. Các công nghệ và thiết bị nghiền tiên tiến, điển hình là Epic Powder, tập trung vào việc cung cấp các giải pháp hiệu quả hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Những cải tiến này giúp các nhà sản xuất kiểm soát chính xác sự phân bố kích thước hạt và hình thái tinh thể của UCC, đảm bảo chức năng tối ưu của nó trong nhiều ứng dụng chuyên biệt khác nhau và thúc đẩy sự đổi mới và phát triển hơn nữa trong lĩnh vực nhựa, cao su và mực in.