超細碳酸鈣有哪些重要指標(biāo),?是不是越高越好?
對超細碳酸鈣來說,,粒徑,、比表面積、晶形和吸油值等是最重要的幾項技術(shù)指標(biāo),,直接影響著超細碳酸鈣的應(yīng)用性能,。
當(dāng)然,這里并不否認(rèn)其它幾項指標(biāo)的重要性,,只是其它幾項指標(biāo)在工業(yè)上相對更容易實現(xiàn)而已,。
但對于專用品而言,用途不同,,對超細碳酸鈣各項技術(shù)指標(biāo)的側(cè)重也不一樣,,要求亦各不相同,不能一樣對待,。
1.粒徑和比表面積
如何使超細碳酸鈣一次粒子的平均粒徑達到0.02~0.1μm,,是超細碳酸鈣的基礎(chǔ)指標(biāo),固然很重要,,否則就不稱其為超細碳酸鈣,。
但嚴(yán)格上講,這只完成了生產(chǎn)超細碳酸鈣任務(wù)的一半,。如果表面處理技術(shù)和分散技術(shù)跟不上,,會使生成的一次粒子團聚成大顆粒的二次粒子,粒徑可達幾百納米,。
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,,并不能反映團聚后二次粒子實際粒徑的大?。ㄒ蛑茦舆^程中,作了一定的技術(shù)處理),,這種團聚嚴(yán)重的超細碳酸鈣,,用BET測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(xué)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(nèi)在的聯(lián)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(zhì)量,,石灰煅燒質(zhì)量,,石灰消化、碳化條件等都會影響粒徑大?。?,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(guī)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(fù)雜,,所以,,用沉降體積的方法來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,。
對某種專用品種的超細碳酸鈣而言,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,,也有處理過程中的經(jīng)驗和訣竅,。
因此,對不同用途的超細碳酸鈣專用品種,,用一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量是很困難的,。
2.晶形
對超細碳酸鈣來說,晶形也是一個很重要的技術(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:
塑料用超細碳酸鈣,,晶形要求結(jié)構(gòu)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(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,可提高抗沖擊強度,,使缺口沖擊強度可達49.1kJ/m2,。
橡膠用超細碳酸鈣,鏈鎖狀的補強性能最好,。鏈鎖狀超細碳酸鈣是幾個乃至幾十個碳酸鈣晶粒沿一個方向結(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,,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強作用。不同形狀的超細碳酸鈣在橡膠中的補強性能由強變?nèi)醯捻樞驗椋烘滄i形,、針形,、球形、立方形,。
油墨用超細碳酸鈣,,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,,填充超細碳酸鈣以后,要求高光澤,、透明性好且流動性好,。立方形對油墨的光澤最有利,。
造紙涂布用沉淀碳酸鈣,一般不屬于超細碳酸鈣的范疇,,其粒徑大都在微細碳酸鈣的范圍內(nèi)(粒徑0.1~1μm),,但有一點相同,就是對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)生出適銷對路的產(chǎn)品,。
3.吸油值
超細碳酸鈣吸油值的大小對其應(yīng)用性能很重要,尤其對塑料,、涂料,、油墨的應(yīng)用性能更為重要。如吸油值大,,用于塑料就會消耗大量的增塑劑,;用于涂料、油墨就會增加黏度,。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重要因素,。
因此,,作為超細碳酸鈣,首先考慮的是超細碳酸鈣粒徑的大小,,分散性能如何,,是否達到了與其粒徑大小相對應(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,才有實際意義,。假如其分散性不好,,二次粒子團聚很厲害,,比表面積很小,這種情況下,,即使吸油值較低,,在應(yīng)用時也沒實際意義。
4.主含量
超細碳酸鈣的主含量(氧化鈣)相對而言,,在一定的范圍內(nèi)不應(yīng)限制太嚴(yán),。因為,在多數(shù)情況下,,超細碳酸鈣是作為一種功能性填料,對被填充物產(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(yōu)良的超細碳鈣以滿足塑料,、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(zhì)”,,對超細碳酸鈣的應(yīng)用性能是沒有影響的,甚至是有好處的,。而由于有意加進了這些所謂的雜質(zhì),,超細碳酸鈣的主含量(氧化鈣)就肯定要受到影響。
當(dāng)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(yīng)該嚴(yán)格控制,,因為這些有害雜質(zhì),,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(yīng)嚴(yán)格避免,。還有些雜質(zhì)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(chǎn)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,,對超細碳酸鈣的主含量,,在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),不應(yīng)要求過嚴(yán),,否則就會影響到一些專用品種的發(fā)展,。
綜上所述,超細碳酸鈣的重點發(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的超細碳酸鈣,,不問晶形,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,,是不符合實際的。應(yīng)根據(jù)用途的不同,,對粒徑大小,、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。因此對不同用途的超細碳酸鈣專用品種,,用一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量是很困難的,。