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重鈣和輕鈣實(shí)用性對(duì)比(下)
碳酸鈣不僅可以降低塑料制品的原材料成本,而且還具有改善塑料材料某些性能的作用,不同種類的碳酸鈣在使用得當(dāng)時(shí),可顯著提高基體塑料的性能,那么輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣有什么區(qū)別呢
味道不同
輕鈣因石灰石煅燒后去除掉很多雜質(zhì)一般來說白度較高,純度也較高,但國內(nèi)的輕鈣很多因?yàn)檠趸}反應(yīng)不完全,殘留有石灰味道,如果用于食品行業(yè),如填充餅干則會(huì)有嗆人的味道,而重鈣沒有。另外,過多的氧化鈣會(huì)造成產(chǎn)品在水性體系偏堿性或者PH值不好調(diào)節(jié),導(dǎo)致成品不穩(wěn)定。此外,兩者的磷酸含量不同,輕鈣中有時(shí)為了調(diào)整PH值處于合理范圍需要加入少量磷酸,而重鈣則沒有
顆粒形狀不同
用高倍顯微鏡看,普通輕鈣的顆粒較為規(guī)則,在充分分散開來的情況下通常呈紡錘形,具體見圖2所示。對(duì)于輕質(zhì)碳酸鈣,合成產(chǎn)品的顆粒形狀是可以人為控制的,可以在碳化過程中加入控制劑來實(shí)現(xiàn)控制。目前開發(fā)的控制劑有無機(jī)酸、無機(jī)堿、有機(jī)酸(氨基酸)、醇類、糖類、蛋白質(zhì)和特殊結(jié)構(gòu)的生物聚合物,例如用雙親水嵌段聚合物PEG-b-PMAA在不同濃度和不同PH值下可以分別制成菱形、花生形、長棒形、球形和啞鈴形等外觀的碳酸,再如用樹枝形聚合物聚天冬氨酸可以制成螺旋形狀碳酸,又如加入陰離子右旋糖苷可以獲得球形碳酸鈣。
重鈣產(chǎn)品由于采用機(jī)械粉碎和分級(jí),顆粒形態(tài)一般多為立方體、 多棱體、長方體等不規(guī)則形態(tài),具體見圖1所示。對(duì)于不同的重鈣加工方法,碳酸鈣的微觀形狀不同,例如用擂蒙磨加工的碳酸鈣為紡錘形,用氣流磨加工的碳酸鈣為顆粒形。
對(duì)于重質(zhì)碳酸鈣不同產(chǎn)地碳酸鈣具有固定的晶形,破碎和細(xì)化不會(huì)改變晶型,一般方解石重鈣為六方晶型、大理石重鈣為立方晶型。對(duì)于輕質(zhì)碳酸鈣,在具體碳化制備過程中,三種晶型碳酸鈣以不同比例同時(shí)出現(xiàn),要想得到單一純凈的某一晶型,就要控制成型過程。
吸油值不同
輕質(zhì)碳酸鈣的吸油值為60-90 ml/100mg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重質(zhì)碳酸鈣的40-60
ml/100mg,因此吸收液體性和吸收樹脂性能很,如果配方含有液體助劑,應(yīng)該選用吸油質(zhì)小的重質(zhì)碳酸,吸油值大的無機(jī)粉體,會(huì)導(dǎo)致需要處理的偶聯(lián)劑量增,例如碳酸鈣的吸油值由40增大到50ml/100mg,會(huì)導(dǎo)致偶聯(lián)劑用量增加30%,在PVC配方中如果選擇輕質(zhì)碳酸,就要多消耗液體助劑和PVC樹脂,因此從吸油值上考慮應(yīng)該盡可能選擇吸油值低的重質(zhì)碳酸鈣
流動(dòng)性不同
從流動(dòng)性上考慮,輕質(zhì)碳酸鈣的微觀結(jié)構(gòu)為紡錘形狀,加上其自身吸油值比較大,可以將配方中促進(jìn)流動(dòng)的組分如潤滑劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、分散劑等吸收,所以它的流動(dòng)性不如重質(zhì)碳酸鈣好,一般加入量超過25份就嚴(yán)重影響流動(dòng)性,而重質(zhì)碳酸鈣為顆粒狀可以促進(jìn)流動(dòng)性,加入量不受限,在PVC管材配方中如果碳酸鈣添加需要超過25份,從流動(dòng)性上考慮最好選用重質(zhì)碳酸鈣。
改性功能不同
重、輕碳酸鈣兩者改性效果區(qū)分有細(xì)微區(qū)別,重質(zhì)碳酸鈣對(duì)拉伸強(qiáng)度較好,而輕質(zhì)碳酸鈣對(duì)沖擊強(qiáng)度和剛性較好,一般用輕鈣的塑料表面更光滑一些,而且密度會(huì)低一些;使用重鈣塑料加工流動(dòng)性要好一些,而且粒徑較小的重鈣填充塑料性能也較好。
色光可控度不同
色相為顏色的主色調(diào),而色光為顏色的余光。不同的碳酸鈣具有不同的色光,具體有白色、紅色、青色、黃色之分,究其原因?yàn)槠渚偷牟煌煌偷姆垠w具有不同的色相,碳酸鈣具有三種不同的晶型,因此也就具有不同的色相。
對(duì)于重質(zhì)碳酸鈣而言不同產(chǎn)地碳酸鈣所發(fā)出的底色不同,破碎和細(xì)化也不會(huì)改變。如四川碳酸鈣底色發(fā)藍(lán)色,廣西碳酸鈣底色發(fā)紅色、江西碳酸鈣底色發(fā)青色等等。而對(duì)于輕質(zhì)碳酸鈣,因?yàn)樗鼮榛瘜W(xué)合成法人工制成,在合成的過程中可以控制其產(chǎn)生晶型的種類,所有就可以控制其色光的類型。
在具體配色時(shí),碳酸鈣的色光要與主著色劑色相一致,例如帶藍(lán)色色光的碳酸鈣會(huì)消除黃色顏料的著色力。也經(jīng)常利用帶藍(lán)色色光的碳酸鈣,去消除在黃色色光的制品輕質(zhì)碳酸鈣帶有藍(lán)色色光,我們一般常用它加入PVC制品中消除其自身帶有的黃色色光。這也是以前PVC很喜歡選擇添加輕質(zhì)碳酸鈣而不選擇重質(zhì)碳酸鈣的其中一個(gè)原因。
PH值大小不同
輕質(zhì)碳酸鈣的PH值為9-10,而重質(zhì)碳酸鈣的PH值為8-9,也就是說輕質(zhì)碳酸鈣的堿性比重質(zhì)碳酸鈣更強(qiáng)一些,在碳酸鈣復(fù)合制品燃燒過程中,更加容易吸收酸性分解氣體。因此,碳酸鈣復(fù)合制品焚燒低毒氣的原因?yàn)樘妓徕}本身呈現(xiàn)堿性,可以吸收燃燒產(chǎn)生的HCl、H2S等酸性氣體,消除酸性能物質(zhì)遇氯元素產(chǎn)生二噁英的隱患。
只有填充了無機(jī)物碳酸鈣(CaCO3)在焚燒時(shí)才可降低發(fā)熱量,焚燒時(shí)化為粉末不滴油、不冒黑煙,無二次公害產(chǎn)生,且不損傷焚化爐,符合環(huán)保產(chǎn)品的國際趨勢(shì)。
所以,從焚燒碳酸鈣復(fù)合制品低釋放毒氣上考慮,首選輕質(zhì)碳酸鈣具有更加環(huán)保的社會(huì)意義。