我们经常添加碳酸钙,是为了制备价格低廉或者提高某种性能。碳酸钙应用于塑料主要有重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
重质碳酸钙和轻质碳酸钙化学式相同,外观相似,物理化学性质和加工方法有实质性区别。
不同的处理方法
重质碳酸钙的加工主要通过机械破碎和研磨来实现。
轻质碳酸钙是通过化学反应和沉淀产生的。
后者的流程比前者复杂得多,要求也相应更严格。
不同的理化指标
(1)堆积密度不同。这是他们之间最明显的区别。重质碳酸钙的堆积密度为0.8~1.3g/cm3,轻质碳酸钙仅为0.5~0.7g/cm3,纳米碳酸钙产品的堆积密度可达0.3g/cm3以下。
(2)白度不同。重钙产品杂质多,其白度一般为89~93%,而轻钙产品的白度一般为92~95%,部分产品可达96~97%,这也是轻钙产品常用于高档或浅色产品的主要原因。
(3)含水量不同。重钙产品水分含量低且稳定,一般为0.2~0.3%,部分高档重钙产品甚至可达0.1%。但轻钙产品的含水量一般在0.3~0.8%,水稳定性差,有时会有波动。
(4)颗粒大小不同。目前重钙产品只有微米级产品,粒度一般为0.5 ~ 45 & mum,明显大于轻钙的粒径。
(5)不同的晶型。重钙产品是不规则的,也叫无定形,而轻钙产品一般是规则的晶体形式。比如普通的轻钙主要是纺锤形,而纳米碳酸钙主要是立方体。
申请过程是不同的
重钙产品主要用于造纸、橡胶、塑料等行业,填充量大,主要作为体积填料,而轻钙应用广泛,主要作为体积填料,超细(俗称纳米级)碳酸钙兼有功能填料和体积填料的双重作用,填充量少。
重钙和轻钙在塑料中的应用差异
如前所述,由于两种产品的理化性能差异较大,从产品细度来看,轻质碳酸钙比重质碳酸钙细得多,轻质碳酸钙能均匀分布在塑料材料中,分散性好,使橡胶材料的颜色均匀性、强度、韧性、耐疲劳性等综合力学性能都有所提高,橡胶材料造粒过程中的摩擦系数也小,使塑料造粒能力强。同时,塑料制品表面光滑,成型能力也会加强。但由于分子间的吸附力,高细度的填料容易团聚,反面会降低填料的均匀性和综合机械能。而且轻质碳酸钙的沉降体积比重质碳酸钙大,在塑料中可以增加体积,减少重量。而轻质碳酸钙比重质碳酸钙具有更大的细吸油值,因此胶料的吸光性会增加,产品表面呈现亚光或哑光效果。
因此,塑料工业中经常使用轻质和重质碳酸钙。比如橡胶工业中添加重质碳酸钙的主要目的是增加体积,降低成本,对橡胶本身的性能影响不大,而轻质碳酸钙除了重质碳酸钙的作用外,还能在一定程度上改善橡胶的性能。
另外,就产量而言,我国是石灰岩矿产大国,但绝非取之不尽,用之不竭的极为罕见。每开采一吨重钙矿都会造成吨渣,对环境的破坏远远大于轻钙。比如南方某县碳酸钙粉是其支柱产业,经过几年的大力开采,重钙资源开始枯竭。这种情况并不少见。而轻质碳酸钙的生产不需要太多的矿石,对环境的破坏也很小,必然会占据更大的市场。