重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣是塑料工業(yè)中使用量最大、應(yīng)用最廣泛的粉體填料。年生產(chǎn)能力達(dá)萬噸以上，塑料粉料占塑料制品總量的8%，碳酸鈣占全部粉料的70%，塑料工業(yè)每年所用各種規(guī)格的碳酸鈣約570萬噸。它以其價(jià)格低廉、使用方便、副作用小等優(yōu)點(diǎn)，成為碳酸鈣行業(yè)的首選增材材料，給碳酸鈣行業(yè)帶來了巨大商機(jī)。
塑料制品行業(yè)一年消耗570萬噸的碳酸鈣，由于可以替代石油合成樹脂，相當(dāng)于國家少建2-3家大型石油化工廠，這樣做不僅可以省下數(shù)百億元的投資，而且節(jié)約下來的就是地球上不可再生的石油，越來越多的國家要爭奪戰(zhàn)略資源，是對環(huán)境的不可磨滅的貢獻(xiàn)。
經(jīng)過多年的應(yīng)用實(shí)踐，證明碳酸鈣不僅可以降低產(chǎn)品的原料成本，而且還可以改善塑料材料的某些性能，這是一項(xiàng)很有意義的工作。很多大學(xué)及科研單位的研究結(jié)果表明，不同種類的碳酸鈣在一定程度上能提高塑料的性能，但對輕碳酸鈣與重碳酸鈣的鑒別仍是一個(gè)難題。作者從多個(gè)方面來闡述其區(qū)別。
1.來源是不同的。
輕質(zhì)碳酸鈣是一種化學(xué)合成碳酸鈣，又稱沉淀型碳酸鈣、膠體碳酸鈣或活性碳酸鈣，甚至可以制成納米碳酸鈣，簡稱輕鈣。利用石灰原料鍛燒成石灰、二氧化碳，再加水消化石灰，制得石灰乳，其中的主要成分氫氧化鈣，進(jìn)入二氧化碳碳化石灰乳形成碳酸鈣，碳酸納經(jīng)脫水、干燥、粉碎制備或復(fù)分解反應(yīng)得到碳酸鈣，脫水、干燥、粉碎。重鈣也叫重鈣，是用機(jī)械方法直接粉碎天然方解石、大理石、白堊、貝殼等。
2.堆積密度不同。
重鈣與輕鈣最明顯的區(qū)別在于產(chǎn)品堆積密度不同，重鈣產(chǎn)品堆積密度較大，一般在0.8-1.3g/cm3之間;輕鈣產(chǎn)品堆積密度較小，大多數(shù)為0.5-0.7g/cm3，一些納米碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度很低，可以達(dá)到0.28g/cm3。重鈣與輕鈣產(chǎn)品，一般重鈣25kg/包，產(chǎn)品包裝體積較小，同等質(zhì)量的輕鈣產(chǎn)品包裝體積明顯較大，有的納米碳酸鈣產(chǎn)品采用15kg/袋或20kg/袋的包裝，同樣重量的產(chǎn)品包裝體積明顯較大，有的納米碳酸鈣產(chǎn)品采用15kg/袋或20kg/袋的包裝。
3.顆粒形狀不同。
用高倍顯微鏡觀察，由于重鈣產(chǎn)品均采用機(jī)械粉碎分級，其粒形一般為立方、多棱形、長方體等不規(guī)則形狀，見圖1。重鈣化處理方法不同，碳酸鈣微觀形態(tài)不同，如：采用拳法加工的碳酸鈣呈紡錘形，氣流磨成顆粒狀碳酸鈣。
普通輕鈣顆粒較為規(guī)則，分散性好，一般呈紡錘形，如圖2。對于輕質(zhì)碳酸鈣，合成產(chǎn)品的粒形可以通過手工控制，而在炭化過程中可以添加控劑來實(shí)現(xiàn)控制。目前已經(jīng)開發(fā)出的無機(jī)酸、無機(jī)堿、有機(jī)酸(氨基酸)、醇類、糖類、蛋白質(zhì)等具有特殊結(jié)構(gòu)的生物大分子，如菱形異構(gòu)體PEG-b-PMAA。長棒形、球形、啞鈴性表現(xiàn)為啞鈴性，如利用樹枝狀聚合物聚天冬氨酸可以制成螺旋狀碳酸，或通過添加陰離子右旋糖苷獲得球形碳酸鈣。
4.晶型不同
重碳酸鈣來源不同，碳酸鈣具有固定的晶形，在被破碎、細(xì)化時(shí)不會改變晶型，一般方解石方解石呈六方晶型，大理石重鈣為立方晶型。對于輕碳酸鈣來說，三種晶型的碳酸鈣在碳化過程中以不同的比例同時(shí)產(chǎn)生，要得到一種單一純化的某一特定晶型，則必須控制成型過程。輕質(zhì)碳酸鈣有三種晶體：
5.吸油量不同。
對于輕碳酸鈣，60-90ml/100mg/100mg/100mg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于40-60ml/100mg的重鈣，因此具有很高的液相吸收能力，當(dāng)配方中含有助液劑時(shí)，應(yīng)選用重碳酸類粉末，無機(jī)粉末吸油時(shí)，需要處理偶聯(lián)量增加，如碳酸鈣吸油量由40ml/100mg/100mg/100mg/100mg，偶聯(lián)劑的用量將提高30，在PVC配方中若選用輕質(zhì)碳酸，則要消耗更多的液體助劑和PVC，因此從吸油值上考慮，應(yīng)盡量選擇吸油值低的重質(zhì)碳酸鈣。
6.流動性不同。
從流場性質(zhì)來看，輕質(zhì)碳酸鈣的微觀結(jié)構(gòu)為紡錘狀，流動性不如重碳酸鈣好，一般大于25份就會嚴(yán)重影響流動性，而且重碳酸鈣顆粒狀，可促進(jìn)流動性，加入量不限，在聚氯乙烯管配方中若碳酸鈣加25份以上，若從流速方面考慮最好選用重質(zhì)碳酸鈣。
7.價(jià)錢不同。
重碳酸鈣的加工方法主要是機(jī)械破碎機(jī)，研磨法，通過化學(xué)反應(yīng)沉淀制得輕碳酸鈣，再用化學(xué)沉淀制取。對于重碳酸鈣的要求也比較嚴(yán)格，所以等粒徑碳酸鈣要比輕碳酸鈣便宜30%左右，如果性能允許，選擇重碳酸鈣更經(jīng)濟(jì)。
8.變性的功能不一樣。
質(zhì)輕，改性碳酸鈣與輕碳酸鈣的區(qū)別略有不同，重質(zhì)碳酸鈣的拉伸強(qiáng)度較好，輕碳酸鈣的沖擊和硬度較高，一般說來，使用輕鈣的塑料表面較為光滑，密度稍低;加工重鈣塑料的流動性稍好，而粒徑較小的重鈣填充料性能也較好。
結(jié)論
對于輕質(zhì)碳酸鈣、重碳酸鈣等產(chǎn)品進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品性能的選取，合理地選用重碳酸鈣、重碳酸鈣，可根據(jù)需要選用原料，同時(shí)滿足生產(chǎn)要求。
|
