發布(bu)時間:2020-08-25
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對超細碳酸鈣來說,粒徑、比表面積、晶形和吸油值等是重要的幾項技術指標,直接影響著超細碳酸鈣的應用性能。
當然,這里(li)并不否認(ren)其它幾項(xiang)指標的(de)重(zhong)要性,只(zhi)是其它幾項(xiang)指標在(zai)工業上相對更容易實現而(er)已。
但對于專用品而言,用途不同,對超細碳酸鈣各項技術指標的側重也不一樣,要求亦各不相同,不能一樣對待。
1、粒徑與比表面積
如(ru)何使(shi)超細碳酸鈣一(yi)次粒(li)子(zi)的平(ping)均粒(li)徑達到(dao)0.02~0.1μm,是超細碳酸鈣的基(ji)礎指標(biao),固然很重要,否則就不稱其為(wei)超細碳酸鈣。
但嚴格上講,這只(zhi)完成(cheng)了生產超細碳酸(suan)鈣任務的(de)(de)一(yi)半。如果表面(mian)處(chu)理技術(shu)和分(fen)散技術(shu)跟不上,會使(shi)生成(cheng)的(de)(de)一(yi)次粒子(zi)團(tuan)聚成(cheng)大(da)顆(ke)粒的(de)(de)二次粒子(zi),粒徑(jing)可達幾(ji)百納米。
因此(ci),在(zai)透(tou)射電鏡(TEM)下,觀察到(dao)或拍攝(she)到(dao)的(de)(de)(de)照片只能反映一(yi)(yi)次粒子的(de)(de)(de)大小(xiao),并(bing)不能反映團聚(ju)后(hou)二次粒子實際粒徑的(de)(de)(de)大小(xiao)(因制樣過程中,作了一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)技術處理),這種團聚(ju)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)超細碳酸鈣(gai),用BET測出的(de)(de)(de)比(bi)(bi)表面(mian)積比(bi)(bi)較小(xiao)。
所以,只有用透射電鏡觀察和比表面積測定相互配合,才能對超細碳酸鈣的微細程度、顆粒的晶形、分散狀況,得出比較科學的較全.面的判斷。
超細碳酸鈣的平均粒徑與其比表面積有著內在的聯系。有的研究者采用沉降體積來確定粒徑的大小。眾所周知,影響碳酸鈣沉降體積的因素,除粒徑大小外(石灰石質量,石灰煅燒質量,石灰消化、碳化條件等都會影響粒徑大小),還有碳酸鈣的晶形,而且碳酸鈣晶形具有多樣性,同一種晶形也因其不是十分規則的幾何形貌,相互之間也不可能相同,故晶形對沉降體積的影響比較復雜,所以,用沉降體積的方法來確定粒徑的大小不夠科學,誤差較大。
為有效阻止二次粒子的團聚,超細碳酸鈣一般都要表面改性處理,因為表面處理的過程除有效改善超細碳酸鈣的活性外,也是有效阻止二次粒子團聚的過程。
對某(mou)種專用(yong)品種的(de)(de)超(chao)細(xi)碳酸鈣而(er)言(yan),為更好地適應用(yong)戶的(de)(de)要求,既有(you)(you)晶形、粒(li)徑的(de)(de)不同,又有(you)(you)表面處(chu)理(li)劑的(de)(de)選擇,也有(you)(you)處(chu)理(li)過程中(zhong)的(de)(de)經驗和訣竅。
因(yin)此,對不同用(yong)途的(de)超細碳酸鈣專用(yong)品種,用(yong)一個統一的(de)標準去衡量是很困難(nan)的(de)。
2、晶形
對超(chao)細碳酸鈣來說,晶形(xing)也是(shi)一個很重要的(de)技術(shu)指標。
眾所(suo)周知,普通輕(qing)質碳(tan)酸鈣(gai)(gai)是紡錘形(xing),如用(yong)于PVC塑料中,會產生(sheng)較大的應(ying)力(li),使塑料薄膜產生(sheng)白(bai)化現象。作為超細碳(tan)酸鈣(gai)(gai),則(ze)應(ying)該根據用(yong)途(tu)不(bu)同而(er)產生(sheng)不(bu)同晶形(xing)的產品。例如:
塑料用超細碳酸鈣,晶形要求結構簡單,堆集體積小一點,吸油值低一些,所以立方體或球形為好。粒徑0.072μm超細碳酸鈣對PVC塑料有一定增強作用,可使制品表面細潔,光澤好,電絕緣性能好,用于軟質電纜料中,在增加一倍以上填充量的情況下,仍能保持其性能符合國家規定的標準,用在塑料薄膜中,可減少白化現象并可提高低溫伸長率;用于硬質塑料,如塑料門窗和各種異型材,可提高抗沖擊強度,使缺口沖擊強度可達49.1kJ/m2。
橡膠用超細碳酸鈣(gai),鏈(lian)鎖狀的(de)(de)補強(qiang)性能(neng)好。鏈(lian)鎖狀超(chao)細碳(tan)酸鈣是幾個乃至幾十個碳(tan)酸鈣晶粒沿一個方(fang)(fang)向結(jie)合(he)而(er)成,它在(zai)(zai)橡(xiang)膠中有(you)空(kong)間立(li)體結(jie)構,有(you)很好的(de)(de)分(fen)散性,在(zai)(zai)與橡(xiang)膠混(hun)煉時,碳(tan)酸鈣的(de)(de)鏈(lian)斷裂(lie),形(xing)成活性斷面(mian),與橡(xiang)膠鏈(lian)結(jie)合(he)得(de)更牢(lao)固,從而(er)大.大提(ti)高其在(zai)(zai)橡(xiang)膠中補強(qiang)作用。不(bu)同(tong)形(xing)狀的(de)(de)超(chao)細碳(tan)酸鈣在(zai)(zai)橡(xiang)膠中的(de)(de)補強(qiang)性能(neng)由強(qiang)變弱(ruo)的(de)(de)順序為:鏈(lian)鎖形(xing)、針形(xing)、球形(xing)、立(li)方(fang)(fang)形(xing)。
油墨用超細碳酸鈣,立(li)方(fang)(fang)形好,這也是由油(you)墨的(de)性質決定的(de),在樹脂型(xing)油(you)墨中(zhong),填充超細碳酸(suan)鈣以(yi)后,要求高光澤、透明(ming)性好且流動性好。立(li)方(fang)(fang)形對油(you)墨的(de)光澤有利。
造紙涂(tu)布用(yong)沉淀碳(tan)酸鈣,一(yi)般不屬于超細碳酸鈣的(de)范(fan)疇(chou),其粒(li)徑(jing)大都在(zai)微細碳酸鈣的(de)范(fan)圍內(粒(li)徑(jing)0.1~1μm),但(dan)有(you)一(yi)點相同,就是(shi)對晶(jing)形也(ye)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要求。如要求不透明度(du)(遮(zhe)蓋率)、高粘濃度(du)、白度(du)以及對油墨的(de)吸收性能等。因此,片狀晶(jing)形、立方晶(jing)形是(shi)較理想(xiang)的(de)。
綜上所述,不僅要確保超細碳酸鈣粒徑為0.02~0.1μm,而且要依據用途確定產品晶形的類別,才能產生出適銷對路的產品。
3、吸油值
超細碳(tan)酸鈣吸油(you)值的大小對其(qi)應(ying)用性能很重要,尤其對塑(su)料、涂料、油(you)墨的應用性(xing)能(neng)更為(wei)重(zhong)要(yao)。如吸(xi)油(you)值(zhi)大,用于(yu)(yu)塑(su)料就會(hui)(hui)消耗(hao)大量的增塑(su)劑;用于(yu)(yu)涂料、油(you)墨就會(hui)(hui)增加黏度。因此,吸(xi)油(you)值(zhi)不能(neng)太高。
影響某種粉(fen)體吸油值(zhi)大小的(de)因素,除去該物質本(ben)身的(de)物性(xing)外,其(qi)它因素也很多,其(qi)中粉(fen)體粒徑大小是一個重要因素。
因(yin)此,作為超(chao)細(xi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣,首先考慮(lv)的是超(chao)細(xi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣粒徑(jing)的大(da)小(xiao),分散性(xing)能如何(he),是否達到了與(yu)其粒徑(jing)大(da)小(xiao)相對(dui)應的比(bi)表(biao)面積(ji),在此基(ji)礎上,再考慮(lv)如何(he)降低其吸油(you)值(zhi)(zhi),只(zhi)有(you)這(zhe)樣(yang),才有(you)實(shi)際意義。假如其分散性(xing)不好,二次粒子團聚很厲(li)害,比(bi)表(biao)面積(ji)很小(xiao),這(zhe)種情況下,即使吸油(you)值(zhi)(zhi)較低,在應用時也沒實(shi)際意義。
4、主含量
超細碳酸(suan)鈣(gai)的主(zhu)含量(氧(yang)化(hua)鈣(gai))相對而(er)言,在一(yi)定的范(fan)圍(wei)內不應限制太嚴。因為(wei),在多數情況下(xia),超細碳酸(suan)鈣(gai)是(shi)作為(wei)一(yi)種(zhong)功能(neng)性(xing)填料,對被(bei)填充物產生影(ying)響的是(shi)物理性(xing)能(neng),而(er)很(hen)少(shao)是(shi)化(hua)學性(xing)能(neng),而(er)超細碳酸(suan)鈣(gai)主(zhu)含量在一(yi)定的范(fan)圍(wei)內都能(neng)滿足其物理性(xing)能(neng)的要(yao)求(qiu)。
在超細碳酸鈣的制備過程中,為了制得各種晶形、分散性能好、活化性能優良的超細碳鈣以滿足塑料、橡膠、油墨等不同產品的要求,通常需要加進某些控制劑、分散劑、表面處理劑等,一般情況下,這些有意加進去的“雜質”,對超細碳酸鈣的應用性能是沒有影響的,甚至是有好處的。而由于有意加進了這些所謂的雜質,超細碳酸鈣的主含量(氧化鈣)就肯定要受到影響。
當然,對其中某些有害元素,如鐵、錳等,無論是原料中帶進的,還是制備中帶進的,都應該嚴格控制,因為這些有害雜質,不僅影響制品的顏色,還會加快樹脂本身的降解速度,加速樹脂的老化,應嚴格避免。還有些雜質如硅、鋁、鎂等,除對超細碳酸鈣的白度有不利的影響外,也對生產工藝中的操作有不利的影響。在選擇石灰石原料時,也要加以控制。
由此可見,對(dui)超(chao)細碳酸鈣的主(zhu)含量(氧化(hua)鈣),在適當的范圍內(nei),不應要求過嚴,否(fou)則就會影響(xiang)到一些專用(yong)品種的發(fa)展(zhan)。
綜上(shang)所(suo)述(shu),超細碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)重點發展方向是專用(yong)化(hua)、系列化(hua)、多(duo)品(pin)種化(hua)、功能化(hua)。認為只要生產出(chu)粒徑為0.02~0.1μm的(de)超細碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai),不問晶形,不管分散性和(he)活化(hua)性就可用(yong)于橡膠、塑料、油(you)墨、涂(tu)料、造紙等一切領域,是不符(fu)合實際的(de)。應(ying)根據用途的不同,對(dui)粒(li)徑大小、晶體形狀(zhuang)、比(bi)表(biao)面積(ji)、吸油值、主含量等提出具(ju)(ju)有針對(dui)性、各具(ju)(ju)特色的要求,使之更能滿足不同(tong)行業、不同(tong)用戶的要求(qiu)。因(yin)此對不(bu)同用途的(de)超細碳酸鈣專用品種,用一個統一的(de)標準去衡量是(shi)很困難的(de)。超細碳酸鈣,粒徑,比表面積,晶(jing)形和吸油值(zhi)等是重要的(de)幾項技術指標,直接影響(xiang)著超細碳酸鈣的(de)應用性能(neng),
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