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纳米碳酸钙、普通轻钙及重质碳酸钙对比

   2018-05-17 微信蒙蒙1780
核心提示:一、活性碳酸钙与非活性碳酸钙的区别1、疏水性活性碳酸钙表面经有机活性剂包覆处理,具有较强的疏水性能,是活性钙与非活性产品最显著的区别。鉴别的方法也较为简单:取少许产品置于清水中,经过一定时间的搅拌后产
一、活性碳酸钙与非活性碳酸钙的区别
1、疏水性
活性碳酸钙表面经有机活性剂包覆处理,具有较强的疏水性能,是活性钙与非活性产品最显著的区别。鉴别的方法也较为简单:取少许产品置于清水中,经过一定时间的搅拌后产品绝大部分悬浮于水面上,水质清澈不浑浊,则为活性钙;若产品全部或绝大部分沉入水中,水变浑浊,则为非活性产品。
2、流动性
活性钙产品由于表面被表面张力较低的有机活性剂分子包覆,其比表面能较未活化产品低,颗粒之间的黏滞阻力降低,颗粒的流动性能提高,因此粉体具有类似于液体的流动性,非活性产品的流动性能明显较差。应注意在温度、湿度及产品水分等相同条件下进行对比。
3、分散性
由活性产品具有良好的流动性能就可以看出其分散的差异,活性钙产品由于分散好,在应用过程中表现出与基料良好的相溶性和分散性。颗粒的穿透能力也较强,也容易形成粉尘,普通编织袋急包装的产品在装卸和使用过程中粉尘较大。
4、颗粒粒度不同
由于活性钙产品表面活性剂降低颗粒的表面能,使颗粒团聚结合力减弱,颗粒的粒度会明显减小,通过扫描电镜可以清楚地分辨出活性钙与非活性钙产品。
5、吸油值不同
活性钙产品颗粒减小,使颗粒间的空隙率减小,同时颗粒的微观表面变得光滑平整,因此在检测产品的吸油值时,活性钙产品较非活性产品低。
6、碳酸钙含量不同
活性钙产品中一般有机活性剂含量为1.0%-5.0%,因此其碳酸钙含量较非活性产品低1%-5%。粒径越小的活性钙产品(如纳米碳酸钙),表面活性剂含量越高,其碳酸钙含量越低。
二、沉淀碳酸钙(轻钙)与重质碳酸钙的区别
外观质量不同
1、堆积密度不同
重钙与轻钙最明显的区别就在于产品的堆积密度不同,一般重钙产品的堆积密度较大,为0.8~1.3g/cm3,而轻钙产品的堆积密度较小,多为0.5~0.7g/cm3,一些纳米碳酸钙产品的堆积密度可以达到0.28g/cm3左右。由产品的包装体积也可以粗略分辨出重钙和轻钙产品,一般重钙产品多为25kg/包,产品包装体积较小,而同等质量的轻钙产品包装体积明显较大,一些纳米碳酸钙产品还采用15kg/包或20kg/包的包装。
2、白度
由于重钙产品相对杂质较多,颗粒较大,因此产品白度一般为89%~93%,极少数的产品能达到95%,而轻钙产品白度多为92%~95%,部分产品可以达到96%-97%,这也是轻钙产品多用于高档或浅色制品填充的主要原因。
3、水分
重钙产品水分较低,同时也较为稳定,一般为0.2%~0.3%,一些高档的重钙
产品水分可以达到0.1%左右。普通轻钙产
品水分为0.3%~0.8%,有时会有一定的波动。纳米碳酸钙产品随产品应用类型的不同水分也有所差异,一些产品水分在0.1以下,而某些产品水分为1.5%左右。
粒径及晶型不同
1、粒径不同
重钙产品的粒径为0.5~45um不等,产品粒径越小价格越高,目前尚无工业化生产的纳米级重钙,只是在一些微细钙产品中含有极少量粒径为100nm左右的颗粒。普通轻钙产品的粒径一般为0.5~15um,纳米碳酸钙粒径一般为20~200nm。鉴别的方法可以采取透射或扫描电镜分析检测,较为直观准确,也可以采用比表面积测定或粒度仪分析检测等方法进行判断。
2、晶型不同
重钙产品由于采用机械粉碎和分级,颗粒形态均为不规则形态,也称无定型。而沉淀碳酸钙产品的粒径一般较为规整,如普通轻钙以纺锤形为了主,纳米碳酸钙以立方体晶型为主。
3、应用过程中性能不同
在应用过程中重钙产品主要用于造纸、橡胶和塑料等行业,填充量一般较大,主要作为体积填料,降低应用产品的制造成本。轻钙产品相对应用领域较广泛,主要以体积填充为主,而纳米碳酸钙产品在应用过程中往往作为改性或补强等功能性填料使用,填充量一般较少。轻质碳酸钙产品主要的应用领域为塑料、橡胶、涂料、胶黏剂和油墨等。
碳酸钙被广泛用在填充聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯晴丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等树脂之中。添加碳酸钙对提高改善塑料制品某些性能以扩大其应用范围有一定作用,在塑料加工中它们可以减少树脂收缩率,改善流变态,控制粘度。还能起到以下作用:
(1)、提高塑料制品尺寸的稳定性
碳酸钙的添加,在塑料制品之中起到一种骨架作用,对塑料制品尺寸的稳定有很大作用。
(2)、提高塑料制品的硬度和刚性
  在塑料中,特别是软质聚氯乙烯中,硬度随碳酸钙配入量的逐渐增大,伸长率随硬度增加而降低。粒子细,吸油值大的碳酸钙,硬度的增长率大。反之,粒子粗吸油值小的碳酸钙,塑料的硬度增长率小。在软质聚氯乙烯中,以重质碳酸钙的硬度增长率为最小,沉淀碳酸钙(轻质)则其次。
  碳酸钙的塑料(树脂)内一般不能起增强作用,碳酸钙的粒子常常可以被树脂所浸润,所以碳酸钙添加的正常作用是使树脂刚性增大,弹性模量和硬度也增大。随着添加量增加,搞张强度和极伸长率都下降。
不同碳酸钙,添加量不同,硬度也会不同。
(3)、改善塑料加工性能
  碳酸钙的添加可以改变塑料的流变性能。碳酸钙粉体,在添加中往往数量比较大,这样就有助于它和其他组分的混合,也有助于塑料的加工成形。
  碳酸钙的添加,特别是经过表面处理过的碳酸钙添加之后,不但可以提高制品的硬度,还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。
碳酸钙的添加,可以减少塑料制品的收缩率、线膨胀系数、蠕变性能,为加工成形创造了条件。
(4)、提高塑料制品的耐热性
在一般塑料制品中添加碳酸钙,耐热性能皆有提高例如:在聚丙烯中,添加40%左右碳酸钙,耐热性提高200C左右。在填充比≤20%时,耐热温度提高8~130C。
(5)、改进塑料的散光性
  在塑料制品中,有的制品要求增白而不透明,有的希望消光,碳酸钙的添加在这方面可以发挥一定作用。
  白度在90以上的碳酸钙,在塑料制品中有明显的增白作用。与钛白粉、立德粉配合,塑料制品的消光性有很大改进。
  在钙塑纸张中,在低密度聚乙烯(LDPE)及高密度聚乙烯(HDPE)薄膜中,添加碳酸钙都可达到散光和消光的作用,使之适宜书写、印刷。
白度较好的碳酸钙还可以取代昂贵的白色颜料。
(6)、可使制品具有某些特殊性能。
  碳酸钙添加于电缆料中有一定的绝缘作用,碳酸钙的添加可以提高某些制品的电镀性能、印刷性能。
微细或超细的碳酸钙添加在聚氯乙烯(PVC)中,有一定的阻燃作用。
(7)、降低塑料制品成本
  普通的轻质碳酸钙、重质碳酸钙其价格都远远低于塑料价格,碳酸钙的添加会使塑料制品的成本降低。固国外称碳酸钙为填充剂(Filler)或增量剂(Extender)。
  在现阶段,添加碳酸钙以降低塑料的成本为主要目标。随着碳酸钙表面性质的改善和形状、粒度的可控,碳酸钙将逐渐成为补强或赋予功能性为目的的功能性填充剂。
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