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如何區(qū)分輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣
重質(zhì)碳酸鈣(或稱重鈣)和輕質(zhì)碳酸鈣(或稱輕鈣)是塑料工業(yè)中使用量多、應(yīng)用的粉狀填料。目前，我國(guó)塑料行業(yè)年產(chǎn)量已超過1萬噸，塑料用粉狀填料占塑料產(chǎn)品總量的8%，各種粉狀填料中碳酸鈣占總碳酸鈣的70%，塑料行業(yè)每年使用各類規(guī)格碳酸鈣約570萬噸。由于碳酸鈣具有價(jià)格低、使用方便、副作用小等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為塑料加工行業(yè)中增長(zhǎng)快的原料，給碳酸鈣行業(yè)帶來了巨大的商機(jī)。
塑膠工業(yè)每年使用570萬噸碳酸鈣，其經(jīng)濟(jì)性不言而喻，因?yàn)榭商娲允蜑樵系暮铣蓸渲喈?dāng)于國(guó)家少建2-3個(gè)大型石油化工廠，不可以節(jié)省數(shù)百億元的投資，而且節(jié)省下來的石油，是地球上不可再生的、越來越需要國(guó)家爭(zhēng)相使用的戰(zhàn)略資源，對(duì)環(huán)境有著不可磨滅的貢獻(xiàn)。
多年來的應(yīng)用實(shí)踐表明，碳酸鈣不能降低塑料產(chǎn)品的原材料成本，而且能改善塑料的某些性能，近年來對(duì)它的研究取得了可喜的成果，許多高校、科研單位的研究成果表明，正確使用不同種類的碳酸鈣，能提高基體塑料的性能，但輕、重碳酸鈣的區(qū)別卻一直困擾著廣大用戶，本文作者從多個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行介紹。
，來源不同。
輕質(zhì)碳酸鈣是化學(xué)合成的碳酸鈣，也叫沉淀型碳酸鈣，也叫膠型碳酸鈣或活性型碳酸鈣，甚至可制得納米碳酸鈣，簡(jiǎn)稱輕鈣。以石灰石為原料，鍛燒產(chǎn)生石灰和二氧化碳，再加水消化石灰產(chǎn)生石灰乳，其主要成分氫氧化鈣，通入二氧化碳碳化石灰乳產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，再經(jīng)脫水、干燥和粉碎，或碳酸納與氯化鈣進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，再經(jīng)脫水、干燥和粉碎制成。重質(zhì)碳酸鈣，即重鈣，由天然方解石、大理石、白堊、貝殼等機(jī)械粉碎而成。
二堆積密度不同；
重鈣和輕鈣明顯的區(qū)別是其堆積密度不同，重鈣產(chǎn)品的堆積密度一般在0.8-1.3g/cm3之間，輕鈣產(chǎn)品的堆積密度在0.5-0.7g/cm3之間；有些納米碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度甚至更低，可以達(dá)到0.28g/cm3左右。根據(jù)包裝的體積大小可將產(chǎn)品大致分為重鈣和輕鈣產(chǎn)品，一般重鈣產(chǎn)品多為25kg/袋，產(chǎn)品包裝體積較小，而同等質(zhì)量的輕鈣產(chǎn)品包裝體積較大，有些納米碳酸鈣產(chǎn)品還可采用15kg/袋或20kg/袋的包裝。
三白度值不同。
因?yàn)橹剽}產(chǎn)品中的雜質(zhì)比較多，所以產(chǎn)品的白度一般在89%-93%之間，只有很少一部分產(chǎn)品可以達(dá)到95%。而且輕鈣類產(chǎn)品由于采用化學(xué)合成工藝，去除了許多雜質(zhì)，產(chǎn)品純度高，因此白度可達(dá)92%-95%，部分產(chǎn)品可達(dá)96%-97%，這就是輕鈣類產(chǎn)品常用于中或淺色填充的主要原因。
第四，含水量不同。
重鈣類產(chǎn)品水分一般在0.2%-0.3%之間，水分含量相對(duì)較低，同時(shí)也比較穩(wěn)定，有些重鈣類產(chǎn)品水分可達(dá)到0.1%左右。一般的輕鈣制品含水量在0.3%-0.8%之間，有時(shí)有一些波動(dòng)不太穩(wěn)定。一般情況下，重鈣和輕鈣的區(qū)別是用水分儀測(cè)水，水大到接近1%為輕鈣，小到低于0.1%為重鈣。
五種顆粒大小不同。
重鈣型產(chǎn)品粒徑在0.5~45um之間，產(chǎn)品粒徑隨粉碎設(shè)備的不同而變化。一般輕鈣產(chǎn)品的粒徑一般在0.5-15um之間，由于顆粒形狀為紡錘形，不易精確測(cè)定，一般只是一個(gè)范圍；輕鈣中的納米碳酸鈣粒徑較細(xì)，一般在20-200nm之間。一般輕質(zhì)碳酸鈣的粒度一般在2500目左右，能滿足PVC管和型材的性能要求，因此從粒度上考慮，傳統(tǒng)的PVC管和型材均選用輕質(zhì)碳酸鈣。過去由于受粉碎設(shè)備的限制，重質(zhì)碳酸鈣的細(xì)度較大，現(xiàn)在重質(zhì)碳酸鈣的粒度完全能滿足需要，甚至比輕質(zhì)碳酸鈣還要細(xì)，所以目前PVC管和型材都可選用。
可用粒度分析儀測(cè)定碳酸鈣的粒度。
六種口味。
輕鈣由于石灰石經(jīng)鍛燒除去了許多雜質(zhì)，一般而言白度和純度都較高，但有些國(guó)產(chǎn)的輕鈣由于氧化鈣反應(yīng)不完全，殘余有石灰味，如果用在食品工業(yè)，如填充餅干就會(huì)有嗆人的味道，而重鈣沒有。此外，過多的氧化鈣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在水性體系中堿性過強(qiáng)或PH值調(diào)節(jié)不當(dāng)，導(dǎo)致成品不穩(wěn)定。另外，兩者磷酸含量不同，輕鈣有時(shí)為了調(diào)整PH值在合理范圍需要添加少量磷酸，而重鈣則不需要。
七粒形狀不同。
高倍顯微鏡下，由于重鈣產(chǎn)品采用機(jī)械粉碎和分級(jí)，顆粒形態(tài)通常是立方、多棱體、長(zhǎng)方體等不規(guī)則形狀，見圖1。在鈣重加工過程中，碳酸鈣的微觀形貌各不相同，如擂蒙磨成的碳酸鈣呈紡錘形，氣流磨成的碳酸鈣呈粒狀。
一般輕鈣的粒徑比較規(guī)則，在充分分散的情況下一般呈紡錘形，具體見圖2。對(duì)碳酸鈣來說，合成產(chǎn)物的顆粒形狀可以人為地控制，通過添加控制制劑來實(shí)現(xiàn)控制。當(dāng)前開發(fā)的控制劑包括無機(jī)酸、無機(jī)堿、有機(jī)酸(氨基酸)、醇類、糖類、蛋白質(zhì)和具有特殊結(jié)構(gòu)的生物聚合物，如具有雙親水嵌段聚合物PEG-b-PMAA，它可在不同濃度和不同PH值下形成菱形、花生形、長(zhǎng)棒形、球形和啞鈴型等碳酸，還可通過添加負(fù)離子右旋糖苷來形成螺旋形碳酸，還可通過添加一種球形碳酸鈣來形成螺旋形碳酸。
八種晶體類型。
不同產(chǎn)地重質(zhì)碳酸鈣均有固定晶型，破碎細(xì)化時(shí)不會(huì)改變晶型，一般方解石重鈣為六晶型，大理石重鈣為立方晶型。就輕質(zhì)碳酸鈣而言，在具體的碳化法生產(chǎn)過程中，三種晶型碳酸鈣以不同的比例同時(shí)出現(xiàn)，為了獲得單一的、純度較高的晶型，需要對(duì)其工藝進(jìn)行控制。輕質(zhì)碳酸鈣晶型有三種：
8.方解石晶型
本產(chǎn)品為碳酸鈣穩(wěn)定的晶型，屬于六方晶系，通常情況下，礦物碳酸鈣以此晶型保存，這種晶型覆蓋力大，白度高，純度好，耐高溫，耐腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。
文石晶型8.2。
碳酸鈣在常溫下為亞穩(wěn)定晶型，屬于斜方晶系，這種晶型碳酸鈣具有較高的長(zhǎng)徑比，常用于聚合物復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)。
8.3球形霰石晶。
這種晶型結(jié)構(gòu)是碳酸鈣中不穩(wěn)定的，只在有機(jī)質(zhì)材料中有少量存在，并能在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)化成方解石晶型或文石晶，具有這種晶型的碳酸鈣對(duì)生命和生物健康都很重要，研究發(fā)現(xiàn)樹枝狀聚合物電介質(zhì)和某些低分子聚合物電介質(zhì)能促進(jìn)球霰石晶型的穩(wěn)定生成。
吸油量不一樣。
輕質(zhì)碳酸鈣的吸油值為60-90ml/100mg，遠(yuǎn)大于重質(zhì)碳酸鈣的40-60ml/100mg，所以吸液性和性能都很好，如果配方含有液體助劑，應(yīng)選擇吸油量小的重質(zhì)碳酸，而吸油量大的無機(jī)粉體會(huì)使需要處理的偶聯(lián)劑量增加，如吸油量由40ml/100mg增加到50ml/100mg，則偶聯(lián)劑用量增加30，在PVC配方中選擇輕質(zhì)碳酸鈣，要多使用液體助劑和PVC樹，因此應(yīng)盡量選擇吸油量小的重質(zhì)碳酸鈣。
十流動(dòng)性不同。
考慮到輕質(zhì)碳酸鈣的顯微結(jié)構(gòu)為紡錘形，其流動(dòng)性不如重質(zhì)碳酸鈣，一般添加量超過25份時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響流動(dòng)性，而重質(zhì)碳酸鈣為顆粒狀，可提高流動(dòng)性，添加量不受限制，在PVC管配方中若添加量超過25份，若從流動(dòng)性考慮，則好選用重質(zhì)碳酸鈣。
十一價(jià)格不同。
重質(zhì)碳酸鈣的加工主要采用機(jī)械破碎、研磨的方法；輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)是通過化學(xué)反應(yīng)沉淀制得的，其工藝比輕質(zhì)碳酸鈣復(fù)雜得多，要求也相應(yīng)嚴(yán)格得多，所以同等粒徑的重質(zhì)碳酸鈣比輕質(zhì)碳酸鈣的價(jià)格低30%左右，如果性能允許，可以選用重質(zhì)碳酸鈣。
十二修飾功能不同。
重質(zhì)碳酸鈣與輕質(zhì)碳酸鈣在改性效果上的差別很小，重質(zhì)碳酸鈣的拉伸強(qiáng)度較好，輕質(zhì)碳酸鈣的沖擊強(qiáng)度較好。
- 上一個(gè)：
- 幾種制備輕質(zhì)碳酸鈣的方法
- 下一個(gè)：
- 鈦白粉板塊有很強(qiáng)的潛在爆發(fā)力
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