超細(xì)碳酸鈣有哪些重要指標(biāo)？是不是越高越好？
2021-06-28
對(duì)超細(xì)碳酸鈣來(lái)說(shuō)，粒徑、比表面積、晶形和吸油值等是最重要的幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，直接影響著超細(xì)碳酸鈣的應(yīng)用性能。
當(dāng)然，這里并不否認(rèn)其它幾項(xiàng)指標(biāo)的重要性，只是其它幾項(xiàng)指標(biāo)在工業(yè)上相對(duì)更容易實(shí)現(xiàn)而已。
但對(duì)于專用品而言，用途不同，對(duì)超細(xì)碳酸鈣各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的側(cè)重也不一樣，要求亦各不相同，不能一樣對(duì)待。
1.粒徑和比表面積
如何使超細(xì)碳酸鈣一次粒子的平均粒徑達(dá)到0.02～0.1μm，是超細(xì)碳酸鈣的基礎(chǔ)指標(biāo)，固然很重要，否則就不稱其為超細(xì)碳酸鈣。
但嚴(yán)格上講，這只完成了生產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣任務(wù)的一半。如果表面處理技術(shù)和分散技術(shù)跟不上，會(huì)使生成的一次粒子團(tuán)聚成大顆粒的二次粒子，粒徑可達(dá)幾百納米。
因此，在透射電鏡（TEM）下，觀察到或拍攝到的照片只能反映一次粒子的大小，并不能反映團(tuán)聚后二次粒子實(shí)際粒徑的大?。ㄒ蛑茦舆^(guò)程中，作了一定的技術(shù)處理），這種團(tuán)聚嚴(yán)重的超細(xì)碳酸鈣，用BET測(cè)出的比表面積比較小。
所以，只有用透射電鏡觀察和比表面積測(cè)定相互配合，才能對(duì)超細(xì)碳酸鈣的微細(xì)程度、顆粒的晶形、分散狀況，得出比較科學(xué)的較全面的判斷。
超細(xì)碳酸鈣的平均粒徑與其比表面積有著內(nèi)在的聯(lián)系。有的研究者采用沉降體積來(lái)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(zhì)量，石灰煅燒質(zhì)量，石灰消化、碳化條件等都會(huì)影響粒徑大?。€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(guī)則的幾何形貌，相互之間也不可能相同，故晶形對(duì)沉降體積的影響比較復(fù)雜，所以，用沉降體積的方法來(lái)確定粒徑的大小不夠科學(xué)，誤差較大。
為有效阻止二次粒子的團(tuán)聚，超細(xì)碳酸鈣一般都要表面改性處理，因?yàn)楸砻嫣幚淼倪^(guò)程除有效改善超細(xì)碳酸鈣的活性外，也是有效阻止二次粒子團(tuán)聚的過(guò)程。
對(duì)某種專用品種的超細(xì)碳酸鈣而言，為更好地適應(yīng)用戶的要求，既有晶形、粒徑的不同，又有表面處理劑的選擇，也有處理過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和訣竅。
因此，對(duì)不同用途的超細(xì)碳酸鈣專用品種，用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量是很困難的。
2.晶形
對(duì)超細(xì)碳酸鈣來(lái)說(shuō)，晶形也是一個(gè)很重要的技術(shù)指標(biāo)。
眾所周知，普通輕質(zhì)碳酸鈣是紡錘形，如用于PVC塑料中，會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，使塑料薄膜產(chǎn)生白化現(xiàn)象。作為超細(xì)碳酸鈣，則應(yīng)該根據(jù)用途不同而產(chǎn)生不同晶形的產(chǎn)品。例如：
塑料用超細(xì)碳酸鈣，晶形要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堆集體積小一點(diǎn)，吸油值低一些，所以立方體或球形為好。粒徑0.072μm超細(xì)碳酸鈣對(duì)PVC塑料有一定增強(qiáng)作用，可使制品表面細(xì)潔，光澤好，電絕緣性能好，用于軟質(zhì)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(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，用在塑料薄膜中，可減少白化現(xiàn)象并可提高低溫伸長(zhǎng)率；用于硬質(zhì)塑料，如塑料門窗和各種異型材，可提高抗沖擊強(qiáng)度，使缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)49.1kJ/m2。
橡膠用超細(xì)碳酸鈣，鏈鎖狀的補(bǔ)強(qiáng)性能最好。鏈鎖狀超細(xì)碳酸鈣是幾個(gè)乃至幾十個(gè)碳酸鈣晶粒沿一個(gè)方向結(jié)合而成，它在橡膠中有空間立體結(jié)構(gòu)，有很好的分散性，在與橡膠混煉時(shí)，碳酸鈣的鏈斷裂，形成活性斷面，與橡膠鏈結(jié)合得更牢固，從而大大提高其在橡膠中補(bǔ)強(qiáng)作用。不同形狀的超細(xì)碳酸鈣在橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)性能由強(qiáng)變?nèi)醯捻樞驗(yàn)椋烘滄i形、針形、球形、立方形。
油墨用超細(xì)碳酸鈣，立方形最好，這也是由油墨的性質(zhì)決定的，在樹脂型油墨中，填充超細(xì)碳酸鈣以后，要求高光澤、透明性好且流動(dòng)性好。立方形對(duì)油墨的光澤最有利。
造紙涂布用沉淀碳酸鈣，一般不屬于超細(xì)碳酸鈣的范疇，其粒徑大都在微細(xì)碳酸鈣的范圍內(nèi)（粒徑0.1～1μm），但有一點(diǎn)相同，就是對(duì)晶形也有一定的要求。如要求不透明度（遮蓋率）、高粘濃度、白度以及對(duì)油墨的吸收性能等。因此，片狀晶形、立方晶形是較理想的。
綜上所述，不僅要確保超細(xì)碳酸鈣粒徑為0.02～0.1μm，而且要依據(jù)用途確定產(chǎn)品晶形的類別，才能產(chǎn)生出適銷對(duì)路的產(chǎn)品。
3.吸油值
超細(xì)碳酸鈣吸油值的大小對(duì)其應(yīng)用性能很重要，尤其對(duì)塑料、涂料、油墨的應(yīng)用性能更為重要。如吸油值大，用于塑料就會(huì)消耗大量的增塑劑；用于涂料、油墨就會(huì)增加黏度。因此，吸油值不能太高。
影響某種粉體吸油值大小的因素，除去該物質(zhì)本身的物性外，其它因素也很多，其中粉體粒徑大小是一個(gè)重要因素。
因此，作為超細(xì)碳酸鈣，首先考慮的是超細(xì)碳酸鈣粒徑的大小，分散性能如何，是否達(dá)到了與其粒徑大小相對(duì)應(yīng)的比表面積，在此基礎(chǔ)上，再考慮如何降低其吸油值，只有這樣，才有實(shí)際意義。假如其分散性不好，二次粒子團(tuán)聚很厲害，比表面積很小，這種情況下，即使吸油值較低，在應(yīng)用時(shí)也沒實(shí)際意義。
4.主含量
超細(xì)碳酸鈣的主含量（氧化鈣）相對(duì)而言，在一定的范圍內(nèi)不應(yīng)限制太嚴(yán)。因?yàn)椋诙鄶?shù)情況下，超細(xì)碳酸鈣是作為一種功能性填料，對(duì)被填充物產(chǎn)生影響的是物理性能，而很少是化學(xué)性能，而超細(xì)碳酸鈣主含量在一定的范圍內(nèi)都能滿足其物理性能的要求。
在超細(xì)碳酸鈣的制備過(guò)程中，為了制得各種晶形、分散性能好、活化性能優(yōu)良的超細(xì)碳鈣以滿足塑料、橡膠、油墨等不同產(chǎn)品的要求，通常需要加進(jìn)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(jìn)去的“雜質(zhì)”，對(duì)超細(xì)碳酸鈣的應(yīng)用性能是沒有影響的，甚至是有好處的。而由于有意加進(jìn)了這些所謂的雜質(zhì)，超細(xì)碳酸鈣的主含量（氧化鈣）就肯定要受到影響。
當(dāng)然，對(duì)其中某些有害元素，如鐵、錳等，無(wú)論是原料中帶進(jìn)的，還是制備中帶進(jìn)的，都應(yīng)該嚴(yán)格控制，因?yàn)檫@些有害雜質(zhì)，不僅影響制品的顏色，還會(huì)加快樹脂本身的降解速度，加速樹脂的老化，應(yīng)嚴(yán)格避免。還有些雜質(zhì)如硅、鋁、鎂等，除對(duì)超細(xì)碳酸鈣的白度有不利的影響外，也對(duì)生產(chǎn)工藝中的操作有不利的影響。在選擇石灰石原料時(shí)，也要加以控制。
由此可見，對(duì)超細(xì)碳酸鈣的主含量，在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，不應(yīng)要求過(guò)嚴(yán)，否則就會(huì)影響到一些專用品種的發(fā)展。
綜上所述，超細(xì)碳酸鈣的重點(diǎn)發(fā)展方向是專用化、系列化、多品種化、功能化。認(rèn)為只要生產(chǎn)出粒徑為0.02～0.1μm的超細(xì)碳酸鈣，不問(wèn)晶形，不管分散性和活化性就可用于橡膠、塑料、油墨、涂料、造紙等一切領(lǐng)域，是不符合實(shí)際的。應(yīng)根據(jù)用途的不同，對(duì)粒徑大小、晶體形狀、比表面積、吸油值、主含量等提出具有針對(duì)性、各具特色的要求，使之更能滿足不同行業(yè)、不同用戶的要求。因此對(duì)不同用途的超細(xì)碳酸鈣專用品種，用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量是很困難的。
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