العلاقة بين مسحوق الكالسيوم الرمادي والكالسيوم الخفيف وكربونات الكالسيوم النانوية
بالحديث عن الزخرفة ما رأيك؟ هل هو تصميم بسيط وجو؟ ثريا رائعة؟ أم أنه أثاث راقي وجو؟ لا أعرف ما إذا كان أي شخص مثلي ، يفكر في جميع أنواع الجدران. من الأسمنت الخشن والقاتم إلى الجدران الناعمة والجميلة ، يمكن القول إنه يحول الانحلال إلى سحر.
أولئك الذين قاموا بالتجديد يجب أن يعلموا أن مسحوق المعجون لا غنى عنه لمعالجة الجدران. إنه نوع من المواد الأساسية المستخدمة لإصلاح الجدران وتسويتها ، ويمكن أن يضع أساسًا جيدًا للخطوة التالية من الزخرفة (الطلاء ولصق ورق الحائط) ، والمعجون. تشمل المكونات الرئيسية في المسحوق مسحوق الكالسيوم الرمادي وكربونات الكالسيوم. اليوم ، سنتحدث عن ثلاث مواد لا يمكن فصلها عن كربونات الكالسيوم ، ومسحوق الكالسيوم الرمادي ، والكالسيوم الخفيف ، وكربونات الكالسيوم النانوية.
حول المواد الخام
يُعرف CaCO3 بشكل شائع باسم Graystone ، والحجر الجيري ، ومسحوق الحجر ، والرخام ، وما إلى ذلك ، واسمه العلمي هو كربونات الكالسيوم. إنه مركب غير عضوي ، المكون الرئيسي هو الكالسيت ، وهو صلب أبيض ، لا طعم له ورائحة ، وله شكلين: غير متبلور وبلوري.
CaO ، المعروف باسم الجير الحي ، الاسم العلمي لأكسيد الكالسيوم ، هو مركب غير عضوي. السطح مسحوق أبيض ، والنجاسة لونها أبيض مصفر ، وعند احتوائها على شوائب يكون لونها أصفر فاتح أو رمادي ، وتكون رطبة.
يُعرف Ca(OH)2 عمومًا باسم الجير المطفأ ، والجير المطفأ ، والاسم العلمي لهيدروكسيد الكالسيوم ، وهو مادة صلبة مسحوقية بيضاء. بعد إضافة الماء ، هناك طبقتان علوية وسفلية. يسمى المحلول المائي العلوي ماء الجير المصفى ، ويسمى المعلق السفلي حليب الجير أو ملاط الجير. لها خصائص قلوية ومسببة للتآكل للجلد والأقمشة.
حول منطقة إنتاج كربونات الكالسيوم
مناطق الإنتاج الرئيسية لكربونات الكالسيوم في الصين هي Baoxing Heavy Calcium و Wenchuan Jiangyou Heavy Calcium و Dujiangyan Mianzhu Light Calcium ومدينة Chizhou في مقاطعة Anhui ومدينة Quzhou في مقاطعة Zhejiang ومدينة Lianzhou في مقاطعة Guangdong ومدينة Hezhou في مقاطعة Guangxi.
حول المقارنة
| مسحوق كالسيوم رمادي | كالسيوم خفيف | نانو كربونات كالسيوم | |
| الاسم المستعار | - | كربونات الكالسيوم الخفيفة ، كربونات الكالسيوم المترسبة | كربونات الكالسيوم الفائقة (الدقيقة) |
| المكونات الرئيسية | خليط من Ca(OH)2 ، CaO وكمية صغيرة من CaCO3 | كربونات الكالسيوم CaCO3 وكمية صغيرة من Fe، Mn | CaCO3 |
| مواد أولية | CaCO3 | CaCO3 | CaCO3 |
| ظاهر | أبيض ورقيق | مشتتة بالكامل في شكل قلب العناب | مظهر رائع ومشرق |
| الغرض الرئيسي | مسحوق المعجون له تأثير الترابط ، ويمكن أن يحقق تأثير مقاومة الماء والماء. | يمكن للحشو ، كمواد مالئة ، زيادة حجم المنتج وتقليل تكلفة الإنتاج. | حشو الصباغ ، مكمل الكالسيوم ، النقاء العالي ، البياض الجيد ، حجم الجسيمات الدقيقة ، يمكن أن يحل محل ثاني أكسيد التيتانيوم. |
حول العلاقة بين الثلاثة
المواد الخام لمسحوق الكالسيوم الرمادي والكالسيوم الخفيف وكربونات الكالسيوم النانوية هي الحجر الجيري (CaCO3 ) ، والتي يتم تحضيرها من خلال عمليات مختلفة. عملية التحضير معقدة: كربونات الكالسيوم النانوية> كالسيوم خفيف> مسحوق كالسيوم رمادي
عن التطبيق
- غالبًا ما يستخدم مسحوق الكالسيوم الرمادي في مسحوق المعجون ، والطلاء المعماري ، وطلاء اللاتكس ، وملاط العزل الحراري ، والأسلاك والكابلات ، والأبواب والنوافذ المصنوعة من الصلب البلاستيكي ، وإزالة الكبريت من غاز المداخن ، ومعالجة مياه الصرف الصحي.
- غالبًا ما يستخدم الكالسيوم الخفيف في صناعة المطاط والبلاستيك وصناعة الورق والمعادن وإنتاج الزجاج وإنتاج الأسبستوس.
- غالبًا ما تستخدم كربونات الكالسيوم النانوية في مواد البناء الكيميائية والأحبار والطلاء والمواد المانعة للتسرب والمواد اللاصقة.
عن التنمية
- مسحوق الكالسيوم الرمادي
من السهل أن يتسبب مسحوق الكالسيوم الرمادي في حدوث تلوث أبيض في عملية الإنتاج ، لكن المنتجات الخضراء المنتجة متناقضة. لحل هذا التناقض ، وتحسين المعدات ، والعمل الجاد للقضاء على التلوث الأبيض ، فإن منتجات الكالسيوم الرمادية سيكون لها تطور طويل الأمد.
- كالسيوم خفيف
يتم تصنيع الكالسيوم الخفيف صناعيا ، ويسهل التحكم في شكله البلوري وتكوينه ، لذلك يمكن أن يمنح الكالسيوم الخفيف مجموعة متنوعة من الوظائف. السطح النوعي العالي نسبيًا يجعل المسحوق أفضل في الطلاء. تستخدم أساسا في الطلاءات المضادة للتآكل. بالإضافة إلى استخدامه كمواد مالئة ، فإن الكالسيوم الخفيف للغاية لديه أيضًا درجة معينة من مقاومة الماء وتثبيط التآكل.
- نانو كربونات الكالسيوم
تم تحقيق التصنيع في الصين ، مع زيادة الحجم وزيادة الإنتاج وتوسيع مجالات التطبيق ، من المطاط والحبر والصناعات الأخرى إلى البلاستيك والطلاء والمواد اللاصقة والورق وغيرها من الصناعات ، ويتزايد الطلب بمعدل سنوي قدره 20٪ . ، يستمر طرح المنتجات الراقية في السوق ، لتلبية الطلبات المتزايدة للسوقين الرئيسيين في الداخل والخارج.
ملخص
في الوقت الحاضر ، أصبحت كربونات الكالسيوم الوظيفية نقطة طلب رئيسية في سوق تطبيق كربونات الكالسيوم. في مواجهة طلب السوق ، لدى المستخدمين المختلفين متطلبات مختلفة للمنتجات. بالإضافة إلى حجم جسيمات كربونات الكالسيوم للمنتج ، ولكن أيضًا أداء المنتج وجودته ، يمكن لمجموعة متنوعة من منتجات الكالسيوم الخاصة الوظيفية أن تتمتع بقدرة تنافسية أقوى في السوق. لذلك ، يمكن بذل المزيد من الجهود على أداء تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية ، ويمكن تطوير كربونات نانو كالسيوم أكثر وظيفية وذات أغراض خاصة. وينطبق الشيء نفسه على التطوير الوظيفي لمواد مسحوق غير عضوية أخرى.
مصدر المقال: شبكة مسحوق الصين
انظر إلى مطحنة الكرة من منظور المسحوق
عندما يتعلق الأمر بمواد البناء ، ما رأيك في؟ هل هو أول ما يتبادر إلى الذهن هو الأسمنت! يمكن تلخيص عملية إنتاج الأسمنت في أربع كلمات: "طحنان وحرق واحد" ، أي تحضير الوجبة الخام ، تكليس الكلنكر ، طحن الأسمنت ، وعملية الطحن تستخدم طاحونة كروية.
هل تعرف ما هي طاحونة الكرة؟
مطحنة الكرة هي المعدات الرئيسية لسحق المواد بعد التكسير. مطحنة الكرة هي واحدة من آلات الطحن عالية الدقة المستخدمة على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. إنها مناسبة لطحن الخامات المختلفة والمواد الأخرى ، وتستخدم على نطاق واسع في معالجة المعادن ومواد البناء والصناعات الكيماوية.
لماذا تسمى طاحونة "الكرة" ، وماذا تعني كلمة "كرة"؟
يتم سحق المواد بواسطة طاحونة الكرة بواسطة وسائط الطحن. تنقل آلية النقل الطاقة الميكانيكية إلى وسط الطحن ، ويتم سحق المواد من خلال قوى ميكانيكية مختلفة تتولد بين الوسائط. وسائط الطحن في المطحنة عبارة عن كرات فولاذية (مقاطع فولاذية) ، لذلك تسمى طاحونة كروية.
ما هو هيكل مطحنة الكرة؟
تتكون المطحنة الكروية من بطانة ، ولوحة مقصورة ، واسطوانة ، ونظام نقل ، وجهاز تغذية وتفريغ ، ومحمل رئيسي.
ما هي حالة جسم الطحن؟
نوع التسرب: السرعة بطيئة جدًا ، ولا يمكن رفع جسم الطحن إلى ارتفاع مناسب ، وله تأثير طحن فقط على المادة ، وقوة التأثير صغيرة جدًا.
نوع الرمي: السرعة معتدلة ، يتم رفع جسم الطحن إلى ارتفاع معين ثم يسقط في حركة قطع مكافئ ، مما يكون له تأثير طحن أكبر وتأثير أكبر على المادة.
النوع المحيطي: السرعة سريعة جدًا ، وجسم الطحن والمادة قريبان من جدار الأسطوانة دون السقوط ، ولا يحتوي جسم الطحن على أي آثار طحن وتأثير على المادة.
كيف تختار جسم الطحن؟
- الكمية
كلما كانت الكمية أصغر ، زادت سرعة دوران الأسطوانة ، وقل تأثير الطحن ؛ على العكس من ذلك ، كلما انخفضت سرعة دوران الأسطوانة ، زاد تأثير الطحن.
- حجم الجسيمات
بشكل عام ، من المناسب التحكم في حجم جسيمات المادة المراد طحنها إلى أقل من 15 مم. بالنسبة للمطاحن الكبيرة ، نظرًا لقدرتها القوية على التكسير ، يمكن زيادة حجم الجسيمات للمواد الواردة إلى 25-30 مم. ومع ذلك ، يمكن أن يصل حجم جزيئات المادة التي تدخل إلى طحن مطحنة خام عمودية كبيرة إلى 100 مم ، لذلك يجب تحديد حجم الجسيمات المحددة للمادة التي تدخل الطحن وفقًا لظروف مختلفة.
- الحجم
بالنسبة للمواد ذات حجم الجسيمات الأكبر أو الأكثر صلابة ، يكون متوسط حجم جسم الطحن كبيرًا والكمية صغيرة ؛ على العكس من ذلك ، فإن متوسط حجم جسم الطحن صغير والكمية كبيرة.
ما هي متطلبات وسائل الطحن؟
- الكثافة النسبية لوسائط الطحن
سوف تختلف الكثافة النسبية لمواد وسائط الطحن المختلفة بشكل كبير. حتى الآن ، تتراوح الكثافة النسبية لوسائل الطحن المستخدمة بشكل شائع في الصناعة من 2.2 إلى 14 جم سم 2. يُعتقد عمومًا أن الكثافة النسبية للوسائط مرتبطة بلزوجة الملاط.
- حجم الوسائط
الحجم المتوسط صغير ، نقاط التلامس للكرة المتوسطة كثيرة ، وهناك العديد من الفرص لطحن المادة. بشكل عام ، يكون حجم العلف صغيرًا ، وكلما كان حجم المنتج أدق ، كان قطر الوسيط أصغر.
- شكل الوسائط
كلما تغير نوع الاتصال بالوسائط ، قل توزيع حجم الجسيمات للمنتج المطحون.
- شكل الكرة العازلة والخشونة المشار إليها
تكون وسائط الطحن الاصطناعية كروية في الغالب ، والكرة الفولاذية للمطحنة الكروية ليست مصنوعة جيدًا. عندما يكون شكل الكرة الفولاذية سيئًا ، يتم حظر حركة الدوران ، وهو ما لا يؤدي إلى السحق ، وعلى العكس من ذلك ، يزداد التآكل.
- القوة الميكانيكية والثبات الكيميائي للكرة العازلة
تشير القوة الميكانيكية لكرة الوسائط إلى قدرة كرة الوسائط على مقاومة الضغط والتأثير في ظروف العمل العادية. بالنسبة للكرات الفولاذية وكرات الكربيد الأسمنتية ، لا توجد مثل هذه المشكلات بشكل عام ، في حين أن الكرات الزجاجية وكرات السيراميك العازلة للكهرباء مهمة جدًا. يجب ألا تنتج كرة وسائط الطحن تفاعلًا كيميائيًا مع المواد المراد طحنها ، وقيمة الأس الهيدروجيني مستقرة. عادة ما تستخدم وسائط الطحن الأكاسيد لتحسين الاستقرار.
كيف تصنف مطاحن الكرة؟
وفقًا لوسائط الطحن ، يمكن تقسيمها إلى طواحين كروية ، مطاحن قضبان ، وطواحين حصى ؛ وفقًا لشكل البرميل ، يمكن تقسيمه إلى طواحين برميلية قصيرة وطواحين برميلية طويلة وطواحين مخروطية ؛ وفقًا لطريقة التفريغ ، يمكن تقسيمها إلى تفريغ الذيل ، والجزء الأوسط يفرغ الطحن ؛ وفقًا لوضع الدوران ، يمكن تقسيمها إلى دوران مركزي ودوران حافة ؛ وفقًا لعملية التشغيل ، يمكن تقسيمها إلى مطحنة جافة وطاحونة رطبة.
ما هي مزايا وعيوب المطاحن الكروية؟
- المزايا
القدرة القوية على التكيف مع المواد ؛ نسبة تكسير كبيرة يمكن تشغيلها جافة أو رطبة ، ويمكن إجراء التجفيف والطحن في نفس الوقت ؛ هيكل بسيط ، معدل تشغيل مرتفع ، عملية موثوقة.
- شورت
كفاءة الطحن منخفضة ، والاستخدام الفعال للطاقة الكهربائية منخفض ؛ المعدات ثقيلة والاستثمار كبير لمرة واحدة ؛ الضجيج كبير والاهتزاز قوي ؛ السرعة منخفضة ، ويجب أن تكون مجهزة بمعدات إبطاء.
ما هي مجالات تطبيق مطاحن الكرة؟
خط إنتاج الإثراء في صناعة الإثراء ، المواد المقاومة للحرارة ومواد البناء الجديدة في صناعة مواد البناء ، الأسمدة ومنتجات السيليكات في الصناعة الكيميائية.
ملخص
بشكل عام ، كلما زاد وقت الطحن ، قل تقليل حجم الجسيمات. يمكن أن يصل طحن الكرة العادي إلى 1-10μm فقط ، ويمكن أن يصل طحن كرة التحريك الدوراني إلى حوالي 1μm. للوصول إلى جسيمات نانومترية ، يلزم وجود طاحونة كروية فائقة الدقة ، ويمكن أن يصل الحد الأقصى إلى عشرات النانومترات.
وفقًا للبيانات ، يمكن أن يصل حجم الجسيمات في بعض مصانع الكرة عالية الطاقة إلى حوالي 1 ميكرون ، ويبلغ حد مستوى الميكرون الفرعي حوالي 500 نانومتر. باستخدام طحن الكرة الكوكبية ، يمكن أن يصل طحن الكرة إلى حوالي 70 نانومتر في 48 ساعة ، لكن ذلك يعتمد على طبيعة المسحوق. فيما بينها ، فإن نسبة الكرة إلى المادة ، والوسيط ، وما إلى ذلك ستؤثر على تأثير طحن الكرة. في الوقت نفسه ، يجب الانتباه إلى مشكلة التكتل عند الطحن إلى مستوى نانومتر.
في مجال الطحن الدقيق ، يستمر طلب السوق على المواد الحبيبية في النمو ، مما يوفر فرصة ممتازة لتطوير المطاحن الكروية. مع التعميق المستمر للإصلاح والانفتاح ، عادت صناعة مطحنة الكرة المحلية إلى الظهور في السنوات الأخيرة. على أساس الاعتماد على التكنولوجيا الأجنبية المتقدمة ، تتجه الصين نحو اتجاه طواحين الكرة واسعة النطاق.
مصدر المقال: شبكة مسحوق الصين
تطبيق البودرة فائقة النعومة في مختلف المجالات
تعد المواد الوظيفية واحدة من أكثر المجالات نشاطًا في البحث والتطوير والإنتاج والتطبيق لمواد البوليمر ، ولها مكانة مهمة جدًا في علم المواد. مسحوق متناهية الصغر ليس فقط نوعًا من المواد الوظيفية ، ولكنه يلعب أيضًا دورًا مهمًا للغاية في تركيب مواد وظيفية جديدة ، مما يجعله يتمتع بآفاق تطبيق واسعة ولديه مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات.
1. تطبيق مسحوق متناهية الصغر في مجال البلاستيك
تستخدم مساحيق متناهية الصغر على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية. وهي تستخدم على نطاق واسع في الطلاء ، والبلاستيك ، والمطاط ، وصناعة الورق ، والحفز ، والانحلال الحراري ، والتوليف العضوي ، والألياف الكيميائية ، والأحبار وغيرها من المجالات. في صناعة البلاستيك ، يمكن أن يلعب تركيب المساحيق متناهية الصغر والبلاستيك دورًا في التقوية والتقوية. على سبيل المثال ، بعد التعديل السطحي لكربونات الكالسيوم النانوية ، يكون تأثير التقوية على قوة التأثير المحززة وقوة التأثير المزدوجة المسننة للمادة مهمًا جدًا. ولا يزال أداء المعالجة جيدًا.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن إضافة مسحوق متناهي الصغر يمكن أن يحسن مقاومة الشيخوخة للمواد المركبة ، ويمنع شيخوخة إشعاع الضوء البلاستيكي ، ويزيد من عمر خدمة المنتجات البلاستيكية. في الوقت نفسه ، يمكن للمسحوق متناهية الصغر أيضًا تشغيل المواد المركبة ، مثل البلاستيك المضاد للكهرباء الساكنة ، والمواد البلاستيكية المثبطة للهب ، والمواد البلاستيكية ذاتية التنظيف.
2. التطبيق في صناعة المواد الحفازة
يستخدم المسحوق متناهية الصغر كعامل مساعد ، ويعتمد بشكل أساسي على مساحة سطحه المحددة الكبيرة وتنسيق ذرة السطح غير الكامل لزيادة المواقع النشطة على السطح والمراكز الأكثر نشاطًا على السطح. يحدد التأثير السطحي للمسحوق متناهي الصغر نشاطه التحفيزي الجيد وانتقائية التفاعل التحفيزي. المحفزات هي أحد المجالات المهمة لتطبيقات المساحيق متناهية الصغر. تم بحث وتطوير الجيل الرابع من المحفزات دوليًا. يمكن أن يؤدي استخدام المحفزات ذات المقياس النانوي إلى زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية بشكل كبير ، وتقصير وقت إكمال التفاعلات الكيميائية بشكل كبير ، وتحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير. ، يمكن مضاعفة حرارة الاحتراق لكل جرام من الوقود.
3. التطبيق في مجال الطلاء
يمكن استخدام المسحوق متناهية الصغر لتحضير الطلاءات المعدلة بالنانو والطلاءات ذات البنية النانوية. يمكن استخدام بعض وظائف الجسيمات النانوية لتعديل الطلاءات الموجودة وتحسين أداء الطلاءات. الطلاءات المعدلة بالنانو هي طلاءات تستخدم عملية تحضير خاصة وتضيف مواد نانوية فائقة الدقة ، بحيث يكون للطلاءات النانوية وظائف حماية ضوئية وميكانيكية وبيئية ، مثل: طلاء نانو سيراميك ، طلاء نانوي غير لاصق ، والطلاءات ذاتية التنظيف ، والطلاء الجرثومي انتظر.
تطبيق البودرة فائقة النعومة في مجال المواد
ينعكس تطبيق المسحوق متناهية الصغر في مجال المواد بشكل أساسي في تطبيق مواد السيراميك ومواد البناء والمواد الوظيفية الخاصة. في مجال تطبيقات السيراميك ، يتميز المسحوق فائق النعومة بخصائص الطاقة السطحية العالية ، وعدد كبير من ذرات السطح ، والنشاط القوي. يمكن استخدامه كمنشط في عملية التلبيد لتسريع عملية التلبيد ، وتقصير وقت التلبيد ، وخفض درجة حرارة التلبيد. في الوقت نفسه ، يمكن للمسحوق متناهية الصغر تحسين البنية الدقيقة لمواد السيراميك بشكل كبير ، وتحسين أدائها ، وتحقيق الغرض من التكثيف عن طريق التلبيد عند درجة حرارة منخفضة ، لذلك فهو مناسب بشكل خاص لتحضير السيراميك الإلكتروني.
في مجال تطبيق المواد الوظيفية الخاصة ، تحدد خصائص سطح المسحوق متناهية الصغر أنه حساس جدًا للبيئة الخارجية ، مثل درجة الحرارة والضوء والرطوبة وما إلى ذلك. ستؤدي التغييرات في البيئة الخارجية إلى ظهور أيون السطح أو السطح بسرعة التكافؤ ونقل الإلكترون. التغيير ، أي يتسبب في تغيير كبير في مقاومته. الخصائص الفريدة للمسحوق متناهية الصغر تجعله المادة الواعدة لأجهزة الاستشعار. يمكن تطوير مستشعرات ذات سرعة استجابة سريعة وحساسية عالية وانتقائية جيدة لأغراض مختلفة.
5. تطبيق مسحوق فائق النعومة في مجال الصناعة الكيميائية اليومية
تتمتع تقنية النانو بآفاق واسعة في مجال مكافحة البكتيريا ، وإزالة الروائح الكريهة ، وتنقية الهواء. تم التحقق من أداء التحفيز الضوئي وأداء التعقيم القابل للتحلل الحيوي لثاني أكسيد التيتانيوم النانوي وأكسيد الزنك النانوي في منتجات مثل أجهزة تنقية الهواء ، وغسالات النانو ، وثلاجات النانو ، وفرشاة الأسنان ، ومناشف النانو. في العناية بالبشرة ، ومستحضرات التجميل ، والملابس ، وما إلى ذلك ، دور البودرة فائقة النعومة مهم جدًا أيضًا.
على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم نانومتر في كريم واقي من الشمس إلى تحسين جودة الكريم وتأثير واقي الشمس والعناية بالبشرة بشكل كبير. في معجون الأسنان والشامبو والمنظفات ومسحوق إزالة التلوث ، تُستخدم أيضًا مساحيق مختلفة بكميات كبيرة. إذا كانت هذه المساحيق فائقة النعومة ، فسيتم حتماً تحسين أداء استخدامها بشكل كبير.
6. تطبيق البودرة فائقة النعومة في مجالات الطب والبيولوجيا
في مجالي الطب والبيولوجيا ، يستخدم نظام توصيل الدواء الخاضع للرقابة في الصيدلة طرقًا فيزيائية وكيميائية لتغيير بنية المستحضر ، بحيث يتم إطلاق الدواء تلقائيًا من شكل الجرعة بمعدل ثابت خلال فترة زمنية محددة سلفًا. على الأعضاء أو الأنسجة المستهدفة المحددة ، والحفاظ على تركيز الدواء ضمن التركيز الفعال لفترة طويلة.
كنظام لتوصيل الدواء ، يتم تحضير الجسيمات الدقيقة أو الجسيمات النانوية من مواد غير سامة بشكل أساسي ، ولها توافق حيوي جيد ، ولديها درجة معينة من القوة الميكانيكية والاستقرار ، ولا تتفاعل كيميائيًا مع الأدوية. عندما يتم إعطاء الجسيمات الدقيقة والجسيمات النانوية بالحقن ، يجب أن تكون المواد قابلة للتحلل. يمتص الكبد والطحال والرئة ، وما إلى ذلك ، الجسيمات الدقيقة ونظام الجسيمات النانوية ، وهي غنية بالخلايا الشبكية ، وتستخدمها البلاعم كمواد غريبة. يمكن لبعض الجزيئات أن يهاجمها نظام الإنزيم الموجود في جسم الإنزيم ، مما يتسبب في تكسير الدواء وإطلاقه ، ويؤثر حجم الجسيمات بشكل مباشر على توزيعها في الجسم. يحتوي المسحوق فائق الدقة أيضًا على خصائص ممتازة مثل الاستهداف ، والذي يمكن أن يحمي المواد المطلية من التلف. يمكن أن يؤدي تحويل الدواء إلى مسحوق فائق الدقة إلى زيادة وقت بقائه في الجسم وتحسين التوافر البيولوجي له. يعد تطبيق تقنية المسحوق متناهية الصغر في مجالات الطب والبيولوجيا أمرًا مهمًا للغاية.
ما هي العوامل والعمليات شائعة الاستخدام لتعديل سطح كربونات الكالسيوم الخفيفة؟
تتكون كربونات الكالسيوم الخفيفة من طرق المعالجة الكيميائية. لأن حجم الترسيب (2.4-2.8 مل / جم) أكبر من حجم الترسيب (1.1-1.9 مل / جم) من كربونات الكالسيوم الثقيلة المنتجة بالطرق الميكانيكية. صيغته الكيميائية هي CaCO₃ ، والتي تتفاعل مع جميع الأحماض القوية لتكوين أملاح الكالسيوم المقابلة (مثل كلوريد الكالسيوم CaCl2) ، وفي نفس الوقت ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون. عند درجة حرارة (25 ℃) ، يكون ناتج تركيز كربونات الكالسيوم الخفيف في الماء 8.7 / 1029 وقابلية الذوبان 0.0014. قيمة الأس الهيدروجيني للمحلول المائي الخفيف من كربونات الكالسيوم هي 9.5 إلى 10.2 ؛ قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول مائي كربونات الكالسيوم الخفيف المشبع بالهواء 8.0-8.6 ؛ كربونات الكالسيوم الخفيفة غير سامة ، عديم الرائحة ، غير مهيجة ، عادة بيضاء ، بكثافة نسبية 2.7-2.9 ؛ حجم الترسيب أعلى من 2.5 مل / جم ، ومساحة السطح المحددة حوالي 5 ميكروغرام / جم.
خصائص كربونات الكالسيوم
مسحوق أبيض أو كريستال عديم اللون ، عديم الرائحة ، لا طعم له. يتحلل إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون عند 82.5 ℃. قابل للذوبان في حمض مخفف وينبعث منه ثاني أكسيد الكربون ، غير قابل للذوبان في الكحول. هناك نوعان من البلورات ، أحدهما أراجونيت معيني الشكل والآخر كالسيت سداسي الشكل. الكالسيت مزعج.
أ. للجسيمات أشكال منتظمة ويمكن اعتبارها مساحيق أحادية الانتشار ، ولكن يمكن أن تكون بأشكال مختلفة ، مثل المغزل والمكعب والإبرة والسلسلة والكرة والرقائق والعمود الرباعي الزوايا. يمكن تحضير هذه الأشكال المختلفة من كربونات الكالسيوم من خلال التحكم في ظروف التفاعل.
ب. توزيع حجم الجسيمات ضيق.
ج. حجم الجسيمات صغير ، ومتوسط حجم الجسيمات بشكل عام هو 1-3 ميكرومتر. لتحديد متوسط حجم الجسيم من كربونات الكالسيوم الخفيفة ، يمكن استخدام حجم جسيم المحور القصير في حجم الجسيم ثلاثي المحاور كحجم جسيم تمثيلي ، ثم متوسط حجم الجسيمات كمتوسط حجم الجسيمات. بالإضافة إلى الوصف أدناه ، يشير متوسط حجم الجسيمات إلى متوسط حجم جسيم المحور الصغير.
تتميز كربونات الكالسيوم الخفيفة بحجم جسيم صغير وطاقة سطحية عالية. تتسبب القوى بين الجزيئات ، والتفاعلات الكهروستاتيكية ، والروابط الهيدروجينية ، وجسور الأكسجين ، وما إلى ذلك في تكتل جزيئات كربونات الكالسيوم بسهولة ، أو أنها ستؤثر على تأثير الاستخدام الفعلي ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن سطح كربونات الكالسيوم محب للماء ، والقوي -OH ، وهو قلوي ، هو نوع من المسحوق المحب للماء ، والذي يتشتت بشكل غير متساو في البوليمر العالي. لذلك ، يجب تعديل سطحه في التطبيق لتقليل الطاقة السطحية ، وزيادة المجموعات السطحية النشطة ، وتحسين قابلية البلل للواجهة مع البوليمر والتفاعل مع البوليمر.
تتأثر الخصائص الفيزيائية للبوليمر بدرجة التنشيط ، ولا ترتبط درجة التنشيط بالمُعدِّل فقط ، ولكن النقطة الأساسية هي ما إذا كانت جزيئات كربونات الكالسيوم مشتتة حقًا. لذلك ، تؤثر درجة تشتت كربونات الكالسيوم ونوعية تأثير التعديل بشكل مباشر على قيمة استخدامها ومجالات التطبيق.
مقدمة موجزة لتعديل سطح كربونات الكالسيوم
طريقة تعديل سطح كربونات الكالسيوم هي طلاء كيميائي بشكل أساسي ، مدعوم بالكيمياء الميكانيكية ؛ تشتمل المعدلات السطحية المستخدمة على حمض دهني (ملح) ، وعامل اقتران تيتانات ، وعامل اقتران ألومينات ، وعامل اقتران ملح حمض ألومينات الزركونيوم ، وبولي بروبيلين أتاكتيك ، وشمع بولي إيثيلين ، إلخ.
عملية التعديل المستمر لسطح كربونات الكالسيوم
يجب إجراء تعديل السطح بمساعدة المعدات. معدات تعديل السطح شائعة الاستخدام هي آلة تعديل سطح المسحوق المستمر من نوع SLG ، خلاط التسخين عالي السرعة ، مطحنة دوامة وآلة تعديل التميع.
العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير تعديل السطح لكربونات الكالسيوم هي: التنوع والجرعة واستخدام معدل السطح (صيغة معدل السطح) ؛ درجة حرارة تعديل السطح ووقت الإقامة (عملية تعديل السطح) ؛ تعديل سطح العوامل ودرجة تشتت المواد ، وما إلى ذلك ، من بينها ، تعتمد درجة تشتت المعدلات السطحية والمواد بشكل أساسي على مصانع تعديل السطح.
1. الكواشف المستخدمة بشكل شائع وعمليات التعديل الرطب
التنشيط الرطب هو إضافة منشط إلى مذيب (مثل الماء) ، وتقليب كربونات الكالسيوم فيه لتغطية السطح ، ثم تجفيفه في النهاية. يتم ذلك بشكل عام في مصنعي كربونات الكالسيوم الخفيفة أو كربونات الكالسيوم النانوية.
يتم تقليل الطاقة السطحية لجزيئات كربونات الكالسيوم بعد معالجة التعديل الرطب. حتى إذا تم تشكيل الجسيمات الثانوية بعد الترشيح بالضغط والتجفيف ، فإن التكتلات اللينة فقط مع قوة الربط الضعيفة ، والتي تتجنب بشكل فعال جسور الأوكسجين الرابطة الكيميائية تسبب تكتلًا صعبًا في التعديل الجاف. هذه الطريقة هي طريقة تقليدية لمعالجة سطح كربونات الكالسيوم ، وهي مناسبة للمواد الخافضة للتوتر السطحي القابلة للذوبان في الماء. مزايا هذه الطريقة هي الطلاء الموحد وجودة الإنتاج العالية. ومع ذلك ، يجب التحكم في درجات حرارة وظروف معينة للتجفيف. بعض عوامل معالجة الأسطح غير قابلة للذوبان في الماء أو تتحلل بسهولة في الماء. استخدام العوامل العضوية الأخرى له مشاكل تتعلق بالتكلفة والسلامة.
(1) حامض دهني (ملح) خافض للتوتر السطحي
عامل الفاعل بالسطح حامض دهني (ملح) هو أحد عوامل المعالجة السطحية الشائعة لتعديل كربونات الكالسيوم. إنه ينتمي إلى السطحي أنيوني. يشبه هيكل مجموعة ألكيل طويلة السلسلة في أحد طرفي الجزيء بنية البوليمر. إنها مجموعة محبة للدهون ، لذلك فهي تختلف عن المواد ذات القاعدة الجزيئية العالية التي تتمتع بتوافق جيد ، والطرف الآخر عبارة عن مجموعة قطبية قابلة للذوبان في الماء ، مثل مجموعة الكربوكسيل ، والتي يمكن أن تمتص جسديًا وكيميائيًا على سطح مواد مالئة غير عضوية مثل كربونات الكالسيوم.
آلية التفاعل المحددة لكربونات الكالسيوم المعدلة بحمض دهني (الملح) هي أنه في ظل الظروف القلوية ، يتفاعل ROOH مع Ca2 + ومكونات أخرى لتكوين رواسب الكالسيوم الأحماض الدهنية ، والتي يتم تغليفها على سطح كربونات الكالسيوم ، بحيث تكون خصائص السطح يتم تغيير الجسيمات من تقارب الماء يصبح محبة للدهون.
أفاد يو لينهاي وفريقه باستخدام محلول تصبن ستيرات الصوديوم كوسيط لتحضير مركب كربونات الكالسيوم عن طريق الترسيب المشترك. درس جين رويدي وفريقه التعديل في الموقع لكربونات الكالسيوم بواسطة ستيرات الصوديوم. في وجود معدل ، تم تحضير كربونات الكالسيوم المعدلة من هيدروكسيد الكالسيوم من خلال الكربنة ، مما يشير إلى أن الكراهية للماء ناتجة عن مزيج من ستيرات الصوديوم في شكل روابط أيونية. على سطح كربونات الكالسيوم ، تتشكل ستيرات الكالسيوم غير القابلة للذوبان.
(2) الفوسفات والمواد الخافضة للتوتر السطحي لحمض الفوسفوريك
تستخدم الفوسفات والأحماض الدهنية الأخرى (الإسترات) لتعديل سطح كربونات الكالسيوم. بعد إجراء التعديل السطحي لكربونات الكالسيوم بواسطة البولي فوسفات (ADDP) بهيكل خاص ، يكون سطح جزيئات كربونات الكالسيوم كارهًا للماء ومحبة للدهون. يتم تقليل حجم الجسيمات المتكتلة ، ويتم تعبئة كربونات الكالسيوم المعدلة في نظام البلاستيك PVC لتحسين الخواص الميكانيكية والمعالجة بشكل كبير للبلاستيك. يمكن أن يؤدي الاستخدام المختلط لحمض دهني وسلفونات دوديسيل بنزين الصوديوم للمعالجة السطحية لكربونات الكالسيوم الخفيفة إلى تحسين تأثير تعديل السطح.
(3) خافضات التوتر السطحي لملح الأمونيوم الرباعي
ملح الأمونيوم الرباعي هو عامل خافض للتوتر السطحي كاتيوني. يتم امتصاص نهايته المشحونة إيجابياً كهربائياً على سطح كربونات الكالسيوم ، ويمكن ربط الطرف الآخر بالبوليمرات لتعديل سطح كربونات الكالسيوم.
استخدم Zhang Zhihong وآخرون نوعًا جديدًا من خافض التوتر السطحي الموجب سيتيل ثنائي ميثيل أليل كلوريد الأمونيوم (CDAAC) لتعديل كربونات الكالسيوم عضوياً ، وتم استخدام المنتج المعدل كمواد مالئة للمطاط وحقق نتائج جيدة.
2. عوامل وعمليات التعديل الجاف شائعة الاستخدام
عملية التعديل الجاف هي وضع مسحوق كربونات الكالسيوم في الخلاط عالي السرعة ، ثم وضع معدل السطح. بمساعدة الخلاط ودرجة حرارة معينة ، يمكن امتصاص المعدّل بشكل موحد على سطح جزيئات كربونات الكالسيوم لتحقيق تأثير التعديل.
المتطلبات التقنية الرئيسية لعملية التعديل الجاف هي: الخلط السريع لتسهيل الطلاء الموحد لعامل التوصيل على سطح جزيئات كربونات الكالسيوم ، ودرجة حرارة مناسبة لتسهيل التفاعل والامتصاص ، وتجفيف كربونات الكالسيوم بدون رطوبة لتجنب عامل الاقتران ، تفاعل مع الماء أولاً ، وليس مع -OH على سطح كربونات الكالسيوم ، مما سيؤثر على تأثير التعديل.
يعد معدل السطح بشكل عام عامل اقتران. عامل الاقتران يعدل سطح كربونات الكالسيوم. يمكن أن تتفاعل المجموعة الموجودة في أحد طرفي عامل التوصيل مع سطح كربونات الكالسيوم لتشكيل رابطة كيميائية قوية. يمكن لعامل اقتران الطرف الآخر من البوليمر أن يخضع لتفاعل كيميائي معين أو تشابك ميكانيكي مع البوليمر العضوي ، وبالتالي يجمع عن كثب مادتين بخصائص مختلفة للغاية ، كربونات الكالسيوم والبوليمر العضوي. في الوقت الحاضر ، تشتمل عوامل التوصيل الموجودة في السوق بشكل أساسي على عوامل اقتران التيتانات وعوامل اقتران الألومينات وعوامل اقتران البورات وعوامل اقتران الفوسفات.
(1) عامل اقتران تيتان
الظاهر هو تدفق عملية تعديل طلاء السطح الجاف باستخدام عامل اقتران تيتانات. معدات التعديل عبارة عن خلاط تسخين عالي السرعة.
من أجل تحسين توحيد التفاعل بين عامل اقتران التيتانيوم وكربونات الكالسيوم ، تُستخدم المذيبات الخاملة مثل البارافين السائل (الزيت الأبيض) ، والإيثر البترولي ، وزيت المحولات ، والإيثانول المطلق ، وما إلى ذلك بشكل عام للإذابة والتخفيف.
تعتمد كمية عامل اقتران التيتانيوم على حجم الجسيمات ومساحة السطح المحددة لكربونات الكالسيوم ، بشكل عام 0.5٪ -3.0٪. يجب أن تكون درجة حرارة تجفيف كربونات الكالسيوم منخفضة قدر الإمكان تحت نقطة الوميض لعامل الاقتران ، بشكل عام 100-120 درجة مئوية. يتم خلط عامل اقتران التيتانيوم والمذيب الخامل وإضافتهما إلى الخلاط عالي السرعة في شكل رش أو إضافة قطرة ، والتي يمكن تشتيتها وخلطها بشكل أفضل مع جزيئات كربونات الكالسيوم لطلاء السطح الكيميائي.
إذا تم استخدام معدات تعديل السطح المستمر ، مثل معدل سطح المسحوق المستمر SLG ، فليس من الضروري تخفيف عامل اقتران التيتانيوم بالمذيب مسبقًا.
كربونات الكالسيوم المعالجة بعامل اقتران تيتانات لها توافق جيد مع جزيئات البوليمر. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن عامل اقتران التيتانيوم يمكن أن يشكل جسرًا جزيئيًا بين جزيئات كربونات الكالسيوم وجزيئات البوليمر ، فإنه يعزز التفاعل بين البوليمرات العضوية أو الراتنجات وكربونات الكالسيوم ، ويمكن أن يحسن بشكل كبير المواد المركبة بالحرارة ، إلخ. الخصائص الميكانيكية ، مثل قوة التأثير وقوة الشد وقوة الانحناء والاستطالة.
بالمقارنة مع حشو كربونات الكالسيوم غير المعالج أو كربونات الكالسيوم المعالجة بحمض دهني (ملح) ، تم تحسين خصائص كربونات الكالسيوم المعدلة المطلية بسطح عامل اقتران تيتانات بشكل ملحوظ.
(2) عامل اقتران ألومينات
تم استخدام عوامل اقتران الألومينات على نطاق واسع في المعالجة السطحية لكربونات الكالسيوم ومعالجة المنتجات البلاستيكية المعبأة ، مثل PVC و PP و PE وحشو الماسترباتش. أظهرت الدراسات أن كربونات الكالسيوم الخفيفة المعالجة بالألومينات يمكن أن تقلل بشكل كبير من لزوجة نظام خليط كربونات الكالسيوم / البارافين السائل ، مما يشير إلى أن كربونات الكالسيوم المعدلة لها تشتت جيد في الوسائط العضوية.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لكربونات الكالسيوم المنشط بعد تعديل السطح تحسين الخصائص الميكانيكية لنظام مزيج CaCO3 / PP (البولي بروبلين) ، مثل قوة التأثير والمتانة.
(3) تعديل اقتران المركب
يعتمد نظام اقتران كربونات الكالسيوم على عامل اقتران كربونات الكالسيوم ، جنبًا إلى جنب مع عوامل معالجة السطح الأخرى ، وعوامل الربط المتشابك ، ومعدلات المعالجة للمعالجة التقنية الشاملة لسطح كربونات الكالسيوم.
يتم وصف عامل الاقتران والعوامل المساعدة المختلفة في نظام الاقتران المركب على النحو التالي:
وكيل اقتران تيتان.
حامض دهني. إن تأثير معالجة كربونات الكالسيوم بحمض دهني وحده غير مرضٍ. استخدام عامل الربط وحده لمعالجة كربونات الكالسيوم له تكلفة أعلى. يمكن أن يؤدي الجمع بين عامل اقتران حامض دهني وعامل اقتران التيتانات إلى تأثير تآزري أفضل. لا تؤثر إضافة حامض دهني أساسًا على تأثير اقتران عامل التوصيل. في الوقت نفسه ، يمكنها أيضًا تقليل كمية عامل التوصيل وتقليل تكاليف الإنتاج.
عامل تشابك بيسماليميد. في نظام عامل الربط المركب ، يمكن أن يؤدي استخدام عامل الربط المتقاطع إلى دمج الحشو غير العضوي وراتنج المصفوفة بإحكام من خلال تقنية الربط المتقاطع ، وزيادة تحسين الخصائص الميكانيكية للمادة المركبة. يصعب تحقيق ذلك باستخدام "Bai Yanhua" أو المعالجة السطحية لعامل اقتران التيتانيوم البسيط.
معدل المعالجة - راتينج 80 ، إلخ. تعد مُعدِّلات المعالجة المختلفة مركبات بوليمر بشكل أساسي. يمكن لمعدلات المعالجة أن تحسن بشكل كبير سيولة الذوبان وخصائص التشوه الحراري ولمعان سطح منتج الراتينج.
من أجل تغطية سطح كل جزيئات كربونات الكالسيوم بطبقة من جزيئات عامل الاقتران ، يمكن تغيير طريقة الرش أو التنقيط إلى غمس المستحلب ، ثم ترشيحها وتجفيفها وسحقها وعجنها بعامل تشابك وإضافات أخرى بسرعة عالية ( خلط) ، مشتتة بالتساوي.
باختصار ، المكونات الرئيسية لنظام اقتران مركب كربونات الكالسيوم هي كربونات الكالسيوم وعامل اقتران التيتان. لعب عامل اقتران التيتانيوم دورًا رئيسيًا. على هذا الأساس ، يمكن أن تؤدي إضافة عوامل التشابك ، والمواد الخافضة للتوتر السطحي ، ومعدلات المعالجة ، وما إلى ذلك إلى زيادة تعزيز النشاط السطحي لمواد حشو كربونات الكالسيوم ، وزيادة كمية الحشو ، وتحسين أداء المواد المركبة.
حشو كربونات الكالسيوم بعد تعديل الاقتران المركب عبارة عن مسحوق أبيض بكثافة 2.7-2.8 جم / سم 3 ، وقيمة pH من 7-8 ، وخصائص مسعورة جيدة.
كربونات الكالسيوم المعالجة بعامل اقتران (بما في ذلك كربونات الكالسيوم الخفيفة وكربونات الكالسيوم الثقيلة) ، بالإضافة إلى استخدامها كحشو وظيفي صلب من البولي فينيل كلوريد ، كما أنها تستخدم على نطاق واسع كمواد مالئة وأصباغ للمواد اللاصقة والأحبار والطلاء ، إلخ.
4. تعديل البوليمر
يمكن أن يؤدي تعديل سطح كربونات الكالسيوم بالبوليمرات إلى تحسين استقرار كربونات الكالسيوم في المرحلة العضوية أو غير العضوية (النظام). تشتمل هذه البوليمرات على أوليغومرات ، بوليمرات عالية وبوليمرات قابلة للذوبان في الماء ، مثل بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) ، بولي إيثيلين جلايكول ، كحول بولي فينيل ، حمض بوليماليك ، حمض بولي أكريليك ، ألكوكسي ستيرين - بوليمرات ستايرين سلفونيك ، بولي بروبيلين ، بولي إيثيلين ، إلخ.
يمكن تقسيم عملية طلاء كربونات الكالسيوم المعدلة على سطح البوليمر إلى نوعين. يتم إذابة البوليمر في مذيب مناسب ، ثم يتم تعديل سطح كربونات الكالسيوم. عندما يتم امتصاص البوليمر تدريجيًا على سطح جزيئات كربونات الكالسيوم ، تتم إزالة المذيب لتشكيل طلاء. يتم امتصاص هذه البوليمرات على سطح جزيئات كربونات الكالسيوم لتشكيل طبقة امتصاص فيزيائية وكيميائية ، والتي يمكن أن تمنع جزيئات كربونات الكالسيوم من التكتل ، وتحسين التشتت ، وجعل كربونات الكالسيوم تتمتع باستقرار تشتت أفضل في التطبيقات.
حشو الدُفعات الرئيسية هو نوع جديد من حشو البلاستيك. تتمثل الطريقة في مزج الحشو والراتنج الماسترباتش بنسبة معينة ، وإضافة بعض المواد الخافضة للتوتر السطحي ، والمرور من خلال الخلط عالي القص ، والبثق ، والتكوير لصنع حشو الماسترباتش. هذا النوع من حشو الدُفعات الرئيسية لديه تشتت جيد ، قوة ربط قوية مع الراتنج ، ذوبان منتظم ، كمية إضافة عالية ، تآكل ميكانيكي منخفض وتطبيق مريح. لذلك ، يتم استخدامه على نطاق واسع في الأشرطة ، والأكياس المنسوجة ، ومنتجات البولي إيثيلين المجوفة (الأنابيب ، والحاويات ، وما إلى ذلك) ، والأفلام ، وما إلى ذلك وفقًا لراتنجات المصفوفة المختلفة ، تشتمل حشوات الماسترباتش الشائعة بشكل أساسي على مادة كربونات الكالسيوم المصنوعة من البولي بروبيلين اللاصق ) ، بولي إيثيلين شمع كربونات الكالسيوم وحشو بولي إيثيلين كربونات الكالسيوم.
يتكون APP Masterbatch من كربونات الكالسيوم والبولي بروبيلين العشوائي كمواد خام أساسية ، مصاغة بنسب معينة ، ويتم إنتاجها من خلال الصهر الداخلي ، والتكرير المفتوح ، والتحبيب. يجب أن تخضع كربونات الكالسيوم لمعالجة تنشيط السطح قبل أن تتراكم مع مادة البولي بروبيلين العشوائية. تكون نسبة البولي بروبيلين غير المرتبط وكربونات الكالسيوم المنشط بشكل عام 1: 3-1: 10. من أجل تحسين خصائص المعالجة والقولبة للبولي بروبيلين اللاكتيكي ، يتم إضافة جزء من البولي بروبيلين متساوي التواجد أو جزء من البولي إيثيلين بشكل عام أثناء التشكيل. تحدد نسبة البولي بروبيلين غير المرتبط وكربونات الكالسيوم المنشط مستوى طلاء السطح لجزيئات كربونات الكالسيوم ، مما يؤثر في النهاية على جودة منتج APP Masterbatch.
في نظام الدُفعات الرئيسية APP ، يتم تغطية جزيئات كربونات الكالسيوم بواسطة مادة البولي بروبيلين غير النشطة ، أي أن جزيئات كربونات الكالسيوم مشتتة بالتساوي في مادة قاعدة البولي بروبيلين العشوائية. بافتراض أن جسيمات كربونات الكالسيوم عبارة عن جزيئات قياسية مكعبة أو كروية ذات أطوال جانبية أو أقطار 10 ميكرومتر و 50 ميكرومتر و 100 ميكرومتر ، على التوالي ، يمكن استخدام نسبة كتلة البولي بروبيلين العشوائي وكربونات الكالسيوم لحساب سطح كل جسيم من كربونات الكالسيوم المطلية بـ بولي عشوائي متوسط السماكة التخيلية للاكريليك. من الناحية النظرية ، كلما زادت كمية كربونات الكالسيوم المملوءة ، كان ذلك أفضل ، أي كلما كانت السماكة التخيلية أصغر ، كان ذلك أفضل. لكن السماكة الفعلية تعتمد على معدات العملية وظروف التشغيل.
باستخدام شمع البولي إيثيلين أو البولي إيثيلين بدلاً من مادة البولي بروبيلين العشوائية كمادة أساسية ومركب تعبئة كربونات الكالسيوم النشط ، يمكن تحضير حشو دفعة رئيسية من كربونات الكالسيوم وشمع البولي إيثيلين وحشو دفعة رئيسية من كربونات الكالسيوم من البولي إيثيلين.
5. تعديل البلازما والإشعاع
استخدام نظام بلازما التفريغ المتوهج المقترن بالحث واستخدام مزيج من الأرجون (Ar) والبروبيلين عالي النقاء (C3H6) كغاز معالجة بالبلازما لتعديل مسحوق كربونات الكالسيوم الثقيل (1250 شبكة) بواسطة بلازما منخفضة الحرارة. أظهرت النتائج أن حشو كربونات الكالسيوم Ar- Calcium المعالجة بالغاز المختلط C3H6 له التصاق واجهة جيدة بالبولي بروبيلين (PP) هذا بسبب وجود طبقة عضوية غير قطبية على سطح جزيئات كربونات الكالسيوم المعدلة ، مما يقلل من قطبية سطح جزيئات كربونات الكالسيوم ويحسن التوافق والتقارب مع البولي بروبيلين (PP).
6. تعديل السطح غير العضوي
يستخدم حمض الفوسفوريك المكثف (حمض الميتافوسفوريك أو حمض البيروفوسفوريك) لتعديل سطح مسحوق كربونات الكالسيوم ، والذي يمكنه التغلب على عيوب مقاومة الحمض الضعيفة وارتفاع درجة الحموضة السطحية لمسحوق كربونات الكالسيوم. الرقم الهيدروجيني للمنتج المعدل هو 5.0-8.0 (1.0-5.0 أقل مما كان عليه قبل المعالجة السطحية) ، وهو بالكاد قابل للذوبان في الأحماض الضعيفة مثل حمض الأسيتيك ، وله مقاومة أفضل للأحماض.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم إضافة كبريتات الزنك وزجاج الماء في عملية كربونات الكالسيوم لتعديل السطح. عندما يتم تطبيق المنتج الناتج على مطاط ستيرين بوتادين ، يمكن تحسين استطالة وقوة التمزق.
عملية التعديل الجاف بسيطة ، الاستثمار في معدات الإنتاج وتكاليف الإنتاج منخفضة ، ويمكن تعبئتها مباشرة بعد التفريغ. ومع ذلك ، مقارنة بالطريقة الرطبة ، فإن درجة التنشيط ليست جيدة ، ومن الصعب توحيد حجم الجسيمات الأولية لجزيئات كربونات الكالسيوم. لذلك ، فإن عملية التنشيط الجاف مناسبة حاليًا لمعالجة تعديل كربونات الكالسيوم بدرجة حشو ، وتحتاج إلى مزيد من التحسين لكربونات الكالسيوم النانوية الوظيفية.
تقييم تأثير تعديل كربونات الكالسيوم
يمكن تقسيم تقييم تأثير كربونات الكالسيوم المعدلة تقريبًا إلى فئتين: الطريقة المباشرة والطريقة غير المباشرة. تتمثل الطريقة غير المباشرة في دمج حشو كربونات الكالسيوم المعدل مع نظام التطبيق لتحديد أداء التطبيق لنظام التطبيق. تشير الطريقة المباشرة إلى تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية السطحية لكربونات الكالسيوم المعدلة ، مثل درجة التنشيط ، ومساحة السطح المحددة ، وقيمة امتصاص الزيت ، وكمية الطلاء ، وبنية السطح ، والتشكل.
(1) درجة التنشيط
تتميز الحشوات غير العضوية عمومًا بكثافة عالية نسبيًا ولها سطح محب للماء ، والذي يستقر بشكل طبيعي في الماء ، بينما يتغير سطح الحشوات غير العضوية التي تمت معالجتها بتعديل السطح من مادة محبة للماء إلى كارهة للماء. هذا النوع من الجسيمات الدقيقة الكارهة للماء يطفو في الماء دون أن يغرق بسبب التوتر السطحي الهائل. وفقًا لهذه الظاهرة ، تم اقتراح مفهوم درجة التنشيط ، والتي يمثلها ω.
ω = وزن الجزء العائم في العينة (جم) / الوزن الإجمالي للعينة (جم)
تعكس عملية تغيير ω من 0-100٪ درجة تنشيط سطح كربونات الكالسيوم المعدلة من صغير إلى كبير.
طريقة الاختبار على النحو التالي ، تزن حوالي 5 جم عينة ، بدقة 0.01 جم ، أضف 200 مل من الماء إلى قمع فاصل 250 مل ، رج للخلف وللأمام لمدة دقيقة واحدة بسرعة 120 مرة / دقيقة ، ضعها برفق على رف القمع ، ودعه يقف لمدة 20-30 دقيقة ، بعد التقسيم الطبقي الواضح ، ضع كربونات الكالسيوم الغارقة في بوتقة رمل زجاجية بوزن ثابت (دقيق حتى 0.001 جم) عند 105 ± 5 في وقت واحد ، قم بشفط المياه وتصفيتها ، وضعه في صندوق تجفيف بدرجة حرارة ثابتة جافًا إلى وزن ثابت عند 105 ± 5 ℃ ، بدقة 0.001 جم.
(2) مساحة محددة
بالإضافة إلى تحسين النشاط ، يمكن لعملية تعديل السطح أيضًا أن تمنع التكتل الثانوي بشكل فعال. تميل جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية غير المعدلة إلى إنتاج تكتلات صلبة ، وتكون مساحة السطح المحددة صغيرة. بعد تعديل السطح ، يتم تحسين تكتل جزيئات كربونات الكالسيوم بشكل كبير ، وتزداد مساحة السطح المحددة بشكل كبير. كلما زادت مساحة السطح المحددة ، كان تشتت الجسيمات ودرجة تشتتها أفضل. وذلك لأن سطح جسيمات كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة مغطى بطبقة من المُعدِّل ، وتقل طاقة السطح ، مما يجعل الجسيمات في حالة مستقرة. حتى إذا كانت بعض الجسيمات متكتلة معًا ، فإن تكتلها المتبادل هو تكتل ناعم يسهل فتحه.
(3) قيمة امتصاص الزيت
ترتبط قيمة امتصاص الزيت بالحجم والتشتت ودرجة التجميع ومساحة السطح المحددة وخصائص السطح لجزيئات كربونات الكالسيوم. تعتبر قيمة امتصاص الزيت خاصية مهمة تؤثر على التطبيق العملي لكربونات الكالسيوم المعدلة ، خاصةً للطلاء والبلاستيك وصناعات الحبر. إذا كانت قيمة امتصاص الزيت كبيرة ، فستزداد اللزوجة عند استخدامها في صناعة الطلاء والحبر ، وسيزداد استهلاك الملدنات عند استخدامها في صناعة البلاستيك ، لذلك يجب أن تكون قيمة امتصاص الزيت منخفضة.
التطبيق والمتطلبات الفنية لكربونات الكالسيوم النانوية في ستة صناعات
تسمى كربونات الكالسيوم النانوية أيضًا كربونات الكالسيوم فائقة النعومة. اسم المعيار هو كربونات الكالسيوم فائقة النعومة. الصناعة الأكثر نضجًا لكربونات الكالسيوم النانوية هي صناعة البلاستيك ، والتي تستخدم بشكل رئيسي في المنتجات البلاستيكية عالية الجودة. يمكنها تحسين الخاصية الريولوجية لماسترباتش البلاستيك وتحسين قابليتها للتشكيل. بصفته حشوًا بلاستيكيًا ، فإنه يتميز بوظيفة التقوية والتقوية ، وتحسين قوة الانحناء ومعامل مرونة الانحناء للبلاستيك ، ودرجة حرارة التشوه الحراري واستقرار الأبعاد للبلاستيك ، وأيضًا إضفاء التباطؤ الحراري على البلاستيك. تُظهر كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في منتجات الحبر تشتتًا وشفافية ممتازين ، ولمعانًا ممتازًا ، وامتصاص حبر ممتاز وجفاف عالي. تتميز كربونات الكالسيوم النانوية كحشو حبر بالحبر الراتينج بمزايا الاستقرار الجيد واللمعان العالي وعدم التأثير على أداء تجفيف حبر الطباعة والقدرة القوية على التكيف.
كربونات الكالسيوم النانوية هي نوع من مواد الحشو غير العضوية الوظيفية مع حجم جسيمي يتراوح من 1-100 نانومتر. يستخدم على نطاق واسع في المطاط والبلاستيك وصناعة الورق والحبر والطلاء ومانع التسرب والمواد اللاصقة والأدوية ومعجون الأسنان والأغذية وغيرها من المجالات. ومع ذلك ، فإن التطبيقات المختلفة لها متطلبات مختلفة على حجم الجسيمات ، وشكل الكريستال ، وقيمة امتصاص الزيت ، وتشتت كربونات الكالسيوم النانوية.
1、تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في البلاستيك
في معالجة وإنتاج البلاستيك ، لا يمكن استخدام منتجات كربونات الكالسيوم العادية إلا كمواد مالئة عامة. بالإضافة إلى استخدامها كمواد مالئة ، يمكن أن تلعب كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة أيضًا دور المنشط وعامل التقوية ، والذي يمكن أن يزيد من حجم المنتجات البلاستيكية ، ويعزز صلابة وقوة المنتجات ، ويحسن أداء معالجة البلاستيك ، ويعزز مقاومة الحرارة وقوة الانحناء ومعامل المرونة للمنتجات البلاستيكية ومؤشرات الأداء الأخرى.
تم استخدام كربونات الكالسيوم النانوية على نطاق واسع في معالجة PVC و PS و PP وأنواع البلاستيك الأخرى. من بينها ، تعد كمية PVC هي الأكبر ، خاصة بالنسبة للأسلاك والكابلات والأنابيب وغيرها من المنتجات. كربونات الكالسيوم النانوية لها تأثير تقوية جيد على البلاستيك PVC. تجعل خصائصه النانوية الرئيسية بلاستيك PVC المعالج يتمتع بخصائص ميكانيكية جيدة مثل القوة والحاجز ومثبطات اللهب والاستقرار الحراري.
المتطلبات الفنية لكربونات الكالسيوم النانوية في صناعة البلاستيك هي كما يلي:
قيمة امتصاص الزيت: تتطلب صناعة البلاستيك عمومًا قيمة امتصاص زيت منخفضة جدًا من كربونات الكالسيوم النانوية ، لأن حجم جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية صغير ومساحة السطح المحددة كبيرة. إذا كانت قيمة امتصاص الزيت كبيرة ، فسيتم استهلاك المزيد من الملدنات أثناء الخلط ، مما سيزيد من لزوجة النظام ، ولا يؤثر فقط على أداء المعالجة ، بل يزيد أيضًا من تكلفة الإنتاج.
الشكل البلوري: بشكل أساسي مكعب ، كروي ، تُظهر هذه المنتجات البلورية مقاومة أقل للتدفق ، وسهلة الإنتاج والمعالجة ، ولا تؤثر على لمعان سطح المنتجات البلاستيكية.
حجم الجسيمات: يتم التحكم بشكل عام في حجم جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في البلاستيك بحوالي 100 نانومتر. إذا كان حجم الجسيمات كبيرًا جدًا ، فلن يعكس تأثير كربونات الكالسيوم النانوية ، وسيؤثر على مظهر المنتجات ؛ إذا كان حجم الجسيمات صغيرًا جدًا ، فستزداد طاقة السطح ، وسوف تتكتل الجسيمات بشكل خطير ، وهو أمر يصعب تشتيته تمامًا أثناء المعالجة ، مما يؤدي إلى ظهور جزيئات على سطح المنتجات.
التشتت: يجب اختيار كربونات الكالسيوم النانوية ذات التشتت العالي. إذا تكتلت نانو كربونات الكالسيوم على محمل الجد ، فإن حجم الجسيمات الثانوية سيكون أكبر بكثير من حجم الجسيمات الأولية ، في حين أن قوة القص لمعالجة البلاستيك والخلط ليست قوية للغاية. ليس من السهل تفريق بعض كربونات الكالسيوم النانوية ذات التكتلات الخطيرة ، مما يؤدي إلى حدوث عيوب محلية في التطبيق ويؤدي إلى مشاكل جودة المنتج.
الرطوبة: يجب ألا تزيد نسبة التحكم في الرطوبة عن 0.5٪. إذا كان محتوى الرطوبة مرتفعًا جدًا ، فسوف ينتج عن السطح البلاستيكي فقاعات أو تجاويف.
قيمة الأس الهيدروجيني: يجب التحكم في قيمة الأس الهيدروجيني لكربونات الكالسيوم النانوية أقل من 10. إذا كانت قيمة الأس الهيدروجيني عالية جدًا ، فإنها ستؤثر على بياض المنتجات ولمعانها ، وتجعل المظهر أسوأ. في الوقت نفسه ، سيؤدي ارتفاع درجة الحموضة أيضًا إلى زيادة لزوجة النظام والتأثير على عملية المعالجة.
من بين جميع أنواع مواد المسحوق المعدنية غير المعدنية المستخدمة في صناعة البلاستيك ، تعد كمية كربونات الكالسيوم هي الأكبر ، حيث تمثل 60-70 ٪ من إجمالي كمية الإضافات البلاستيكية. ومع ذلك ، لا تزال هناك العديد من المشكلات في أبحاث التطبيقات عالية الأداء ، لا سيما كيفية حل تكتل كربونات الكالسيوم النانوية ، وكيفية تحسين تأثير تشتت كربونات الكالسيوم النانوية ، وكيفية تحسين قوة الترابط للمواد المركبة التي لم تكن فعالة تم حلها.
2、تطبيق كربونات الكالسيوم نانو في المطاط
تستخدم كربونات الكالسيوم النانوية بشكل أساسي في منتجات الإطارات والأسلاك والكابلات والمطاط في صناعة المطاط. يمكنها زيادة الحجم وتقليل التكلفة وتحسين أداء معالجة المطاط. في الوقت الحاضر ، كربونات الكالسيوم الرئيسية المستخدمة في المطاط هي كربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة العادية. يتوسع مجال التطبيق ونطاق كربونات الكالسيوم النانوية أيضًا. تعتبر منتجات المطاط التي تحتوي على كربونات الكالسيوم النانوية أفضل بكثير من كربونات الكالسيوم العادية في الاستطالة وتشوه الضغط ومقاومة الخضوع ومقاومة التمزق. كربونات الكالسيوم النانوية المعالجة بتقنية خاصة لها نشاط سطحي عالي. تحت الإشعاع فوق البنفسجي ، يمكن أن يطلق إلكترونات متحركة ويتفاعل بسهولة مع الأكسجين أو المواد العضوية لقتل الفيروسات والبكتيريا. لذلك ، فإن كربونات الكالسيوم النانوية لها أيضًا تأثير التعقيم والتطهير.
الإطارات: يمكن أن تحل كربونات الكالسيوم النانوية محل الكربون الأسود والأسود الكربوني الأبيض في إنتاج إطارات السيارات ، ولكن لا تزال هناك فجوة في تأثير التعزيز. لذلك ، يتم تطبيقه بشكل أساسي في الأجزاء ذات الضغط الأقل ، مثل الجدار الجانبي ، مركب الحبل ، مطاط الطبقة الداخلية ، المطاط العازل ، إلخ. في الإنتاج ، يمكن لكربونات الكالسيوم النانوية وأكسيد الزنك النشط تحسين قوة مركب مداس الإطارات بشكل كبير.
أنبوب وشريط مطاطي: كربونات الكالسيوم النانوية تستخدم بشكل أساسي لتقوية وتبييض الأنبوب والشريط المطاطي ، وتحسين تشتت مركب المطاط في نفس الوقت.
الأسلاك والكابلات: تستخدم كربونات الكالسيوم النانوية بشكل عام في الغطاء الواقي للأسلاك والكابلات المنجمية ، والأسلاك والكابلات ذات الجهد العالي ، والأسلاك والكابلات البحرية ، والأسلاك الكهربائية وغراء الكابلات.
المتطلبات الفنية لكربونات الكالسيوم النانوية في صناعة المطاط هي كما يلي:
قيمة امتصاص الزيت: صناعة المطاط لديها متطلبات أعلى لقيمة امتصاص الزيت من كربونات الكالسيوم النانوية. كلما زادت قيمة امتصاص الزيت ، كانت قابلية البلل وتقوية المطاط أفضل.
الشكل البلوري: نظرًا لأداء التعزيز العالي للمطاط ، يجب أن يكون الشكل البلوري لكربونات الكالسيوم النانوية بشكل أساسي عبارة عن سلسلة أو سلسلة ، وستتشابك أجزاء السلسلة مع بعضها البعض أثناء المعالجة ، مما يمكن أن يعزز قوة النظام
حجم الجسيمات: حجم الجسيمات من كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في المطاط بشكل عام 80-120 نانومتر. إذا كان حجم الجسيمات كبيرًا جدًا ، فلا يمكن تحقيق تأثير التعزيز. ومع ذلك ، إذا كان حجم الجسيمات صغيرًا جدًا ، فإن مساحة التلامس بين حجم الجسيمات وتسلل المطاط تزداد ، مما يجعل التشتت صعبًا ويؤثر على خلط المطاط.
الرطوبة: يجب ألا يزيد محتوى الرطوبة عن 0.5٪. إذا كان محتوى الرطوبة مرتفعًا جدًا ، فسيتم إطالة وقت احتراق الفلكنة ، وهو ما لا يؤدي إلى زيادة معدل الفلكنة.
قيمة الأس الهيدروجيني: تؤثر قيمة الأس الهيدروجيني لكربونات الكالسيوم النانوية بشكل أساسي على معدل الفلكنة ، والذي يجب التحكم فيه عند 9.5-10.5. إذا كانت قيمة الأس الهيدروجيني منخفضة ، فإن معدل الفلكنة سوف يتباطأ ، وسيتم تقليل الكفاءة وزيادة استهلاك الطاقة.
يمكن أن تؤدي إضافة كربونات الكالسيوم النانوية إلى المطاط إلى تعزيز تأثير التعزيز للمطاط ، وكذلك تحسين مقاومة الشيخوخة ومقاومة الزيت وتشتت المادة. بالمقارنة مع منتجات الكالسيوم الخفيفة العادية ، فإن تأثير التعزيز لكربونات الكالسيوم النانوية أفضل ، ولكنه أسوأ من الكربون الأسود والسيليكا. إذا تم استبدال الكربون الأسود والسيليكا بكربونات الكالسيوم النانوية ، فسيتم تقليل قوة المادة. إذا كانت كمية الاستخدام كبيرة جدًا ، فستحدث ظاهرة الالتصاق بالأسطوانة. لذلك ، تحتاج الصيغة التقنية إلى تصحيح أخطاء معقول وتحسين مستمر.
3、تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في المواد اللاصقة
تتكون المادة اللاصقة بشكل أساسي من غراء أساسي وعامل معالجة وحشو وعامل اقتران ومحفز. مع التطور السريع للعقارات في الصين ومواد التعبئة والتغليف ومواد البناء وغيرها من المجالات ، تزداد كمية المواد اللاصقة بسرعة. باعتبارها واحدة من مواد الحشو المهمة للمواد اللاصقة ، فإن كربونات الكالسيوم النانوية ليس لها سعر منخفض فحسب ، بل تتمتع أيضًا بتوافق جيد مع المواد اللاصقة. يمكنه تسريع عملية الربط المتشابك للمواد اللاصقة ، وتحسين الانسيابية ، وتحسين الالتصاق ، وقوة الشد وتأثير التعزيز. في الوقت الحاضر ، كانت تقنية تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في مادة مانعة للتسرب من البولي سيلوكسان ناضجة نسبيًا ، ولكن التطبيق في مادة لاصقة البولي يوريثين لا يزال في مهده. يتميز لاصق البولي يوريثين بمقاومة ممتازة للالتصاق والشيخوخة ، وله خاصية طلاء السطح التي لا يمتلكها السيليكون. في مجال التطبيق من الالتصاق الجيد والخالي من التلوث ومقاومة الطقس ، فإن مادة البولي يوريثين اللاصقة لها مزايا واضحة.
المتطلبات الفنية الرئيسية لكربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في المواد اللاصقة هي كما يلي:
قيمة امتصاص الزيت: قيمة امتصاص الزيت هي مؤشر يوليه مصنعو مطاط السيليكون اهتمامًا وثيقًا ، مما يؤثر بشكل مباشر على قابلية ترطيب كربونات الكالسيوم النانوية في المطاط. تتميز كربونات الكالسيوم النانوية المرتفعة بمزايا في الخواص الميكانيكية وتسييل الانسياب ، ولكنها ستؤدي إلى غرواني لزج ، وتستهلك المزيد من المواد المضافة ، وتزيد من تكلفة الإنتاج. تختلف متطلبات قيمة امتصاص الزيت لكربونات الكالسيوم النانوية في أنظمة الصياغة لمختلف الشركات المصنعة ، والتي يجب أن تحددها حسب الظروف.
الشكل البلوري: بشكل عام سداسي الوجوه المكعبة أو المعينية ، وتحتاج أيضًا إلى التكيف مع المتطلبات الفنية ومعدات الإنتاج للمنتج.
إذا كان حجم جسيم كربونات الكالسيوم 3 صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن التحكم فيه ، فسيكون من السهل تكتل المادة الغروانية ؛ إذا كان حجم الجسيمات صغيرًا جدًا ، فسيتم تكتل المادة الغروانية بسهولة
الرطوبة: كلما انخفض محتوى الرطوبة ، كلما كان استخدام كربونات الكالسيوم النانوية أفضل في المواد اللاصقة ، بشكل عام أقل من 0.5٪. إذا كان المحتوى المائي لكربونات الكالسيوم النانوية أعلى ، تزداد مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على السطح ، وتميل الركام إلى التكتل مع بعضها البعض ، وتشكل شبكة ثلاثية الأبعاد تحت تأثير المطاط الأساسي ، مما يزيد من لزوجة المطاط يطيل وقت الخلط ويقلل من الإنتاج ويزيد من استهلاك الطاقة ؛ يتسبب الكثير من الماء أيضًا في زيادة استهلاك الطاقة ، فهو يتفاعل مع المواد المضافة لإنتاج جزيئات ، مما يؤدي إلى تشتت ضعيف للمنتجات وظهور الجسيمات. يوجد في مادة البولي يوريثين اللاصقة العديد من جذور الأيزوسيانات التي يسهل تحللها بالماء. يشكل تكوين ثاني أكسيد الكربون ظاهرة الرغوة على سطح المنتج.
قيمة PH: كربونات الكالسيوم هي نوع من الملح القلوي الضعيف مع قيمة pH من 8-10. عامل طلاء السطح من كربونات الكالسيوم النشطه النشطه هو عموما حمض عضوي ضعيف أو ملح حمض عضوي ، والذي له تأثير معادل معين على سطحه. في عملية الإنتاج ، ظاهرة عودة كربونات الكالسيوم إلى القلويات شائعة جدًا. إذا لم تتم معالجة القلويات بشكل صحيح ، فسوف تولد الماء مع المكون الحمضي في المادة المطاطية ، مما يؤدي إلى تحلل السيلوكسان المائي لإنتاج جزيئات غير عضوية.
مساحة السطح المحددة: نظرًا لأنه يتم التحكم في حجم الجسيمات عند 60 ~ 100 نانومتر ، يجب التحكم في مساحة السطح المحددة المقابلة عند 20 ~ 25 م 2 / جم. إذا كانت مساحة السطح المحددة كبيرة جدًا ، فسيتم تحسين تأثير التعزيز ، ولكن في نفس الوقت ، سيتدهور أداء البثق للمادة اللاصقة ، كما سيتأثر تأثير التشتت للمنتج.
في الوقت الحاضر ، مع مزيد من البحث عن نظام كربونات الكالسيوم النانوية ، لن يلعب نفس الدور في مجال المواد اللاصقة النانوية ، مثل كربونات الكالسيوم النانوية.
4、 تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في الطلاء
تستخدم كربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة وكربونات الكالسيوم النانوية على نطاق واسع في الطلاء. بالمقارنة مع كربونات الكالسيوم الثقيلة أو الكالسيوم الخفيف العادي ، فإن كربونات الكالسيوم النانوية ليس فقط لها تأثير تعزيز أفضل ، ولكن يمكنها أيضًا تحسين قوة التغطية واللمعان والشفافية وخاصية التجفيف السريع واستقرار الطلاء. في بعض الصناعات ، مثل طلاء السيارات والطلاء المعماري ، يمكن أن تحل كربونات الكالسيوم النانوية جزئيًا أو كليًا محل ثاني أكسيد التيتانيوم باهظ الثمن لتقليل تكلفة الشركات.
تتميز التكنولوجيا الرئيسية لكربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في نظام PVC plastisol بـ ：
قيمة امتصاص الزيت: بشكل عام ، المتطلبات منخفضة. إذا كانت قيمة امتصاص الزيت عالية ، فستزداد لزوجة النظام ، وستكون هناك حاجة إلى المزيد من الملدنات ، مما سيزيد من تكلفة الإنتاج. ومع ذلك ، فإن متطلبات قيمة امتصاص الزيت من كربونات الكالسيوم النانوية للمنتجات المختلفة ليست متماثلة تمامًا ، والتي تعتمد على الحالة المحددة. على سبيل المثال ، يحتاج بعض العملاء إلى منتجات ذات قيمة امتصاص زيت عالية ولزوجة عالية وقيمة إنتاجية عالية.
شكل بلوري: مكعب بشكل عام
حجم الجسيمات: يتم التحكم فيه بشكل عام عند 60-100 نانومتر. إذا كان حجم الجسيمات كبيرًا جدًا ، فسيتم تقليل لزوجة النظام ، وستتأثر الخواص الميكانيكية ، وسيصبح تسييل النظام أسوأ ؛ إذا كان حجم الجسيمات صغيرًا جدًا ، فسوف تتكتل كربونات الكالسيوم النانوية بشكل خطير ، مما سيؤدي بسهولة إلى تشتت ضعيف وتنقر على سطح الغروانية. في نفس الوقت ، سيتم زيادة اللزوجة وقيمة العائد.
بالإضافة إلى فهارس الكشف التقليدية المذكورة أعلاه ، فإن كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في نظام PVC plastisol لها أيضًا متطلبات خاصة لبعض خصائص التطبيق
لديها تسييل جيد ، أي ترقق عالي القص وسماكة قص منخفضة. عندما يتم تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في نظام PVC plastisol ، تنخفض اللزوجة بمعدل قص مرتفع ، مما يؤدي إلى تدفق الطلاء. ومع ذلك ، في حالة انخفاض معدل القص قبل وبعد البناء ، تصبح اللزوجة أعلى ، مما يمكن أن يمنع بشكل فعال الطلاء من الترهل ؛
مع قيمة العائد العالية ، يتمتع الطلاء بقوة جيدة ويمكن أن يمنع الاضطرابات الصغيرة وتأثير القوة الخارجية ؛
استقرار نوعية جيدة.
في الوقت الحاضر ، هناك فجوة كبيرة في استقرار جودة كربونات الكالسيوم النانوية المحلية مقارنة بالمنتجات المستوردة ، ويصعب ظهور بعض المؤشرات الجيدة والحفاظ عليها.
5、 تطبيق كربونات نانو الكالسيوم في الحبر
يتكون الحبر بشكل أساسي من أصباغ ، ومجلدات ، ومواد مالئة ، ومواد مضافة ، وما إلى ذلك. تتميز كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بتوافق جيد مع الموثق ، وتتميز بمزايا اللمعان العالي ، والاستقرار القوي ، والقدرة القوية على التكيف ، ولا تؤثر على عامل الحبر و أداء التجفيف. يمكنها تحسين جودة الحبر بشكل شامل وتقليل تكلفة الإنتاج.
تتطلب كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة في الحبر أداءً عاليًا. بعد الاستخدام ، يجب أن يُظهر الحبر تشتتًا جيدًا ، وامتصاصًا ، وشفافية ، ولمعانًا ، وقوة تغطية جيدة ، وقدرة على التكيف مع الطباعة. يحدد التشتت لمعان الحبر وسيولته وشفافيته. الشكل البلوري لكربونات الكالسيوم النانوية مكعب بشكل أساسي ، وكربونات الكالسيوم النانوية للمكعب لها قيمة امتصاص منخفضة للزيت ، وتتميز بالسيولة الجيدة والتشتت السهل ؛ يتراوح حجم الجسيمات بشكل عام بين 20 نانومتر و 100 نانومتر ؛ ترتبط السيولة بالشكل البلوري وحجم الجسيمات ، وتُظهر الأشكال البلورية المكعبة والكروية سيولة أكبر ، بينما يُظهر نوع السلسلة سيولة أصغر. يحتاج المصنعون إلى اختيار كربونات الكالسيوم النانوية المناسبة وفقًا لنوع الحبر المنتج ؛ مؤشر هام لحبر اللمعان هو بلورة كربونات الكالسيوم ويرتبط الشكل بتوزيع حجم الجسيمات. كربونات الكالسيوم النانوية للمكعب لها توزيع ضيق لحجم الجسيمات ، يتم ترتيبها بشكل منظم في طلاء الحبر ، مما يجعل السطح المطبوع أملسًا ويظهر لمعانًا جيدًا ؛ متطلبات البياض منخفضة ، لأن هناك حاجة إلى إضافة أصباغ أخرى ، فإن البياض المرتفع جدًا سيؤدي إلى صعوبة التلوين.
في صناعة الحبر ، تلعب كربونات الكالسيوم النانوية دورًا مهمًا. تحدد جودة الحبر جودة المادة المطبوعة. الحبر المحضر بكربونات الكالسيوم النانوية سلس ومستقر وقابلية طباعة جيدة وقوة تغطية قوية.
في عملية الطباعة ، تظهر أيضًا امتصاصًا جيدًا للحبر ، مما يساعد على التجفيف السريع للحبر.
6、تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في صناعة الورق
في صناعة الورق ، يتم تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية بشكل أساسي في الجوانب التالية:
كملء للورق ، تتميز كربونات الكالسيوم النانوية بحجم جزيئات صغير وموحد ، وتآكل صغير على المعدات ، ومنتجات ورقية دقيقة وموحدة ، وحجم جزيئات صغير ، وقيمة كبيرة لامتصاص الزيت ومساحة سطح محددة ، مما يؤدي إلى صلابة الأصباغ ؛ يمكن أن يؤدي البياض الجيد والسطوع العالي وخاصية الحماية الجيدة للضوء إلى تحسين بياض الورق وتظليله ؛ يمكن أن يوفر كمية اللب المستخدم ، ويقلل من التكلفة ، ويساعد على حماية البيئة.
في ورق السجائر ، تكون إضافة كربونات الكالسيوم النانوية حوالي 45٪ - 50٪ ، بسبب معامل الانكسار العالي والعتامة الجيدة ، لا يمكن رؤية التبغ المقطوع داخل ورق السجائر من الخارج ؛ عندما تحترق السيجارة ، يمكن لثاني أكسيد الكربون المنطلق من كربونات الكالسيوم التحكم في سرعة الاحتراق إلى حد ما ، ولكن لا يجعل الدخان ينطفئ. في نفس الوقت ، كربونات الكالسيوم يمكن أن تحافظ على محتوى الرماد بعد الاحتراق بشكل جيد للغاية ويمكن أن تزيد من نفاذية الهواء للورق وتقليل محتوى القطران في السجائر.
في ورق التواليت عالي الجودة ، وخاصة في منتجات النساء ومنتجات الأطفال مثل المناديل الصحية والحفاضات والحفاضات وغيرها من المنتجات ، تستخدم كربونات الكالسيوم النانوية على نطاق واسع لإنتاج غشاء بولي إيثيلين مع نفاذية هواء جيدة ومقاومة للماء. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لصغر حجم جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية ، فإن المنتجات حساسة ولا تؤذي الجلد ولن تسبب إزعاجًا حسيًا لجسم الإنسان.
تطبيقه في طلاء الورق. يختلف عن حشو صناعة الورق ، يتم نقل كربونات الكالسيوم النانوية للطلاء بشكل أساسي في شكل ملاط. المزايا هي توفير استهلاك طاقة الإنتاج ، وخفض التكلفة ، وعدم وجود غبار وحماية البيئة. يمكن ضخها مباشرة في الاستخدام وتبسيط عملية الإنتاج. يمكن لكربونات الكالسيوم النانوية أن تحسن اللمعان ، البياض ، النعومة ، قوة السطح وامتصاص الحبر للورق المطلي بسبب البياض العالي ، مساحة السطح المحددة الكبيرة ، النشاط العالي والتعزيز الجيد.
في المنتجات المختلفة ، تختلف أيضًا متطلبات شكل بلورات كربونات الكالسيوم النانوية. عند استخدامها في حشوات صناعة الورق ، فإنها تكون بشكل أساسي على شكل مغزل ، وسلسلة وكروية ؛ عند استخدامها في ورق السجائر ، فهي بشكل أساسي على شكل مغزل وشكل إبرة ؛ عند استخدامها في طلاء الورق ، فهي بشكل أساسي على شكل مغزل ، على شكل صفيحة ومكعبة.
لا يزال تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية في صناعة الورق يتمتع بإمكانيات تطوير كبيرة. نظرًا لأنه لا يزال هناك العديد من الاختناقات التقنية ومشاكل التطبيق التي يتعين حلها في عملية الاستخدام ، فإن منتجات كربونات نانو الكالسيوم عالية الجودة لصناعة الورق لا تزال تعتمد على الاستيراد. ومع ذلك ، مع التطور المستمر لتكنولوجيا صناعة الورق ، تغيرت عملية صنع الورق من تغيير حجم الأحماض إلى الحجم المحايد والقلوي ، مما يوفر فرصة جيدة لتطوير كربونات الكالسيوم في صناعة الورق ، وسيصبح تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية أكثر. شاسع.
هناك العديد من الشركات العاملة في صناعات المواد الخام والإنتاج والتطبيق في السلسلة الصناعية لكربونات نانو الكالسيوم. من أجل تحقيق تكامل السلسلة الصناعية ، يعد التبادل التقني والابتكار بين المؤسسات ذات الصلة أمرًا مهمًا للغاية. فقط من خلال تلبية الطلب على العرض والطلب بين مختلف الصناعات وتوسيع السوق يمكننا تحقيق نتائج مربحة للجانبين.
المصدر: فان تيجو. تحضير وتطبيق نانو كربونات الكالسيوم [D]. جامعة هوبي للتكنولوجيا ، 2018
تطبيق حامض دهني في تعديل سطح كربونات الكالسيوم النانومترية
ناك عيبان رئيسيان في تطبيق كربونات الكالسيوم النانوية على الوسائط العضوية: أحدهما هو أن كربونات النانو كالسيوم مادة غير عضوية ذات سطح مقاوم للماء والزيوت. تشتت ضعيف في البوليمرات وضعف التقارب مع الكائنات الحية. من السهل تكوين تكتلات ، مما يؤدي إلى تدهور أداء المواد ؛ ثانيًا ، تحتوي كربونات الكالسيوم النانوية على حجم جسيم صغير ، وعدد كبير من ذرات السطح ، وطاقة سطحية كبيرة ، وتفاعل قوي بين الجسيمات ، والتي تشكل بسهولة تكتل مسحوق كربونات الكالسيوم النانوي. مع زيادة كمية كربونات الكالسيوم النانوية المستخدمة ، تصبح هذه العيوب أكثر وضوحًا ، والحشو المفرط سيجعل المادة غير قابلة للاستخدام.
حمض الستريك هو حمض دهني مشبع طويل السلسلة من الكربون. يحتوي على كل من النهاية المحبة للدهون من سلسلة الكربون الطويلة والنهاية المحبة للماء لمجموعة الكربوكسيل. سطح كربونات الكالسيوم النانوية محبة للماء ، لذلك يتم طلاء حامض دهني على النانو ، سطح كربونات الكالسيوم يمكن أن يحسن بشكل كبير من محبة الدهون. عندما يتم ملؤها بالمطاط ، والبلاستيك ، والأحبار المتقدمة ، ومساحة السطح المحددة الكبيرة ، والطاقة السطحية النوعية العالية مفيدة للعلاقة بين جزيئات كربونات الكالسيوم وجزيئات البوليمر العضوية. يمكن أن تجعل الرابطة القوية بينهما سطح المنتج لامعًا وله أداء ممتاز.
1. آلية طلاء حامض دهني تعديل نانومتر كربونات الكالسيوم
في السنوات الأخيرة ، ظهرت أيضًا إلى ما لا نهاية الدراسات حول طلاء وتعديل كربونات الكالسيوم النانوية بحمض دهني.
Chen Yijian et al. استكشاف عملية تكوين بلورات كربونات الكالسيوم أحادية الطبقة لحمض دهني (SA) في واجهة الهواء والماء. باستخدام المجهر الإلكتروني ومجهر زاوية بروستر في الموقع للاختبار والتوصيف ، لوحظ أنه تحت الطبقة الأحادية من حامض دهني ، تتشكل بلورات كربونات الكالسيوم النهائية بواسطة سلائف الجسيمات بدلاً من اشتقاقها مباشرة من الذوبان. أيون. من المسح المجهري الإلكتروني (SEM) والمجهر الإلكتروني للإرسال (TEM) ، يمكن العثور على أن جزيئات السلائف عبارة عن كرات موحدة من كربونات الكالسيوم غير المتبلورة بقطر أقل من 100 نانومتر. تتمثل التجربة في إنتاج كربونات الكالسيوم من خلال تفاعل Ca (OH) 2 و CO2. يتم إنتاج كربونات الكالسيوم غير المتبلورة في المرحلة المبكرة من التمعدن ، وهي موجودة بثبات لمدة 0.5 ساعة على الأقل. مع زيادة الكمية ، تتراكم كربونات الكالسيوم غير المتبلورة لتكوين كربونات الكالسيوم في طور الكالسيت.
Xuetao شي وآخرون. يستخدم حمض دهني تجاري لطلاء كربونات الكالسيوم المترسبة تحت ظروف الطور المائي ، كان محتوى حامض دهني في كربونات الكالسيوم المطلية 3٪ إلى 13.5٪. أظهر تحليل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) والقياس الحراري الوزني (TG) والمسعر التفاضلي (DSC) أنه لا يوجد حمض دهني حر على سطح كربونات الكالسيوم ، فقط ستيرات الكالسيوم. لقد وجد أن ستيرات الكالسيوم المتكونة يتم امتصاصها كيميائيًا جزئيًا وامتصاصها فيزيائيًا جزئيًا على سطح طبقة الطلاء ، ويمكن أن تحل مشكلة عدم إمكانية تغطية كربونات الكالسيوم بالكامل على السطح تحت ظروف طور الماء. الحد الأقصى لمقدار الطلاء 3.25٪.
2. تأثير الأحماض الدهنية طويلة السلسلة على كربونات الكالسيوم
الأحماض الدهنية طويلة السلسلة لها أيضًا تأثير مهم على تكوين كربونات الكالسيوم.
جيوكسين جيانغ وآخرون. إضافة العديد من الأحماض الدهنية طويلة السلسلة - حمض اللوريك (حمض اللوريك) ، وحمض البالمتيك (حمض هيكساديكانويك) وحمض دهني (حمض الأوكتاديكانويك) أثناء نفخ ثاني أكسيد الكربون في تعليق هيدروكسيد الكالسيوم. حمض) لاستكشاف تكوين كربونات الكالسيوم. وجد أن إضافة الأحماض الدهنية طويلة السلسلة لا تؤثر على الشكل البلوري لكربونات الكالسيوم ، ولكنها تؤثر على شكل جزيئات كربونات الكالسيوم المنتجة. عند إضافة حمض اللوريك ، يتم تحسين تشتت جزيئات كربونات الكالسيوم بشكل كبير ؛ عند إضافة كمية كبيرة من حمض البالمتيك وحمض دهني ، يتم تكوين بنية تشبه microrod وهيكل يشبه المغزل. يقترح المؤلف أنه أثناء تفاعل الكربنة لهيدروكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون ، من ناحية ، يؤثر طول سلسلة الكربون على شكل المذيلات المكونة من تعليق هيدروكسيد الكالسيوم ، من ناحية أخرى ، وضع التلامس بين المذيلات. يحدد التكوين النهائي. شكل كربونات الكالسيوم.
هاو وانغ وآخرون. درس تأثيرات عوامل التنظيف مثل البوليمرات والأحماض الدهنية وسوائل الصابون على التبلور والتنوي والترسيب لكربونات الكالسيوم النشطة على الأسطح الصلبة (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسطوح السيليكون). وبالتالي ، وفقًا للمبدأ المماثل ، يتم إرشادك إلى كيفية قيام غسالة الأطباق بإزالة بقع الزيت بشكل أفضل أثناء عملية التنظيف بالمنظف
3. تطبيق النانو كربونات الكالسيوم النشط
إن كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بواسطة حامض دهني لها تأثير مهم كحشو للبوليمرات العضوية مثل راتينج السيليكون والبولي بروبيلين
ساتيندرا ميشرا وآخرون. درس تأثير كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بواسطة حامض دهني على خواص مركبات راتنج السيليكون. في وجود دوديسيل سلفونات الصوديوم ، استخدموا تركيزًا معينًا من CaCl2 و NH4HCO3 للتفاعل ، والترشيح والتجفيف للحصول على مسحوق كربونات الكالسيوم النانوي. ثم في وجود التولوين ، تم تقليب كمية معينة من حامض دهني وكربونات النانو الكالسيوم وخلطها للحصول على كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة على السطح بتركيزات مختلفة من حامض دهني ، ثم إضافتها إلى راتنج السيليكون كمواد مالئة لتحسين أدائها. والحصول على كربونات نانو كالسيوم معدلة. المواد المركبة ، تظهر النتائج أنه بالمقارنة مع كربونات الكالسيوم النانوية غير المعدلة وكربونات الكالسيوم التجارية ، فإن كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة على السطح يمكن أن تحسن بشكل كبير من قوة الشد والاستطالة ومقاومة التآكل ومثبطات اللهب للمواد المركبة. يمكن أن ينتج عن تعديل السطح أيضًا التصاق قوي ، مما يجعل سلسلة البوليمر أقوى ويحسن الاستقرار الحراري للبوليمر. استنادًا إلى القوة العالية والمتانة لهذه المركبات النانوية ، يمكن استخدامها في موصلات الكابلات والمفاتيح الكهربائية والإضاءة ذات القيمة الكبيرة أيضًا في مجال الطيران.
مهدي رحماني وآخرون. درس خصائص تشتت كربونات الكالسيوم النانوية المغلفة بحمض دهني لمصفوفة البولي بروبلين. تم استخدام التحليل الحراري الوزني (TGA) لتحليل محتوى حامض دهني على سطح كربونات الكالسيوم بعد الطلاء الفعلي ، واستخدم الفحص المجهري الإلكتروني لمسح انبعاث الحقل لمراقبة أداء التشتت للعينة في الكائن الحي بعد نانومتر أحادي الطبقة ومتعدد الطبقات مغطى بحمض دهني كربونات الكالسيوم. أظهرت النتائج أن كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بحمض دهني مملوءة في كائن البولي بروبلين ويمكن أن تشتت جيدًا ، مما يقلل من التفاعل بين الجسيمات والالتصاق بين البوليمرات. بعد تعديل السطح لحمض دهني ، تتخلص كربونات الكالسيوم النانوية من قابليتها للماء وتزيد بشكل كبير من التوافق مع مصفوفة البوليمر.
حمض دهني شائع طويل السلسلة ، حمض دهني رخيص وله مجموعة واسعة من الاستخدامات ويمكنه تعديل كربونات الكالسيوم النانوية. بصفتها حشوًا رخيصًا وسهل الحصول عليه ، يمكن توزيع كربونات الكالسيوم النانوية المنشطة المعدلة بحمض دهني جيدًا في العديد من الكائنات الحية ، ويمكن أن تحسن الخصائص الميكانيكية مثل قوة الشد والاستطالة ومقاومة التآكل ومثبطات اللهب للكائن الحي والديناميكا الحرارية لذا فإن اختيار حمض دهني لتعديل نانومتر كربونات الكالسيوم له قيمة بحثية وتطبيق جيدة.
المصدر: Zhou Wei. تعديل سطح كربونات الكالسيوم النانومترية وإعداد كربونات السترونشيوم الحبيبي للأرز المجوف وكربونات الباريوم المجوفة [D]. جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا ، 2018.
【التحليل الفني】 كيف تختار كربونات الكالسيوم "جلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية"؟ ما الفرق بين "الكالسيوم الثقيل" و "الكالسيوم الخفيف"؟
تعتبر كربونات الكالسيوم من أهم المعادن الملحية غير العضوية المستخدمة على نطاق واسع ، والمعروفة باسم "الجلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية" ، وهي واحدة من مواد الحشو شائعة الاستخدام في جميع مناحي الحياة. لا تقلل كربونات الكالسيوم من تكلفة المواد الخام لمنتجات المطاط والبلاستيك فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحسين بعض خصائص المواد المطاطية والبلاستيكية. يمكن للأنواع المختلفة من كربونات الكالسيوم أن تحسن بشكل كبير من خصائص المواد المطاطية والبلاستيكية عند استخدامها بشكل صحيح. وفقًا لعملية الإنتاج المختلفة ، يمكن تقسيم كربونات الكالسيوم إلى كربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة.
1. ما هو الفرق بين كربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة؟
كربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة لها دورها الخاص في صناعة المطاط والبلاستيك. من وجهة نظر أكاديمية ، هناك العديد من الاختلافات بينها ، مثل المصدر ، والكثافة الظاهرية ، وقيمة الأس الهيدروجيني ، ومحتوى الرطوبة ، والشكل البلوري ، وقيمة امتصاص الزيت ، وما إلى ذلك ، دعونا نلقي نظرة على الاختلافات بين كربونات الكالسيوم الثقيلة والكالسيوم الخفيف. كربونات.
(1) المصدر:
يمكن صنع كربونات الكالسيوم الثقيلة (المعروفة باسم كربونات الكالسيوم المطحونة) عن طريق التكسير المباشر للكالسيت الطبيعي والحجر الجيري والطباشير والصدفة بطريقة ميكانيكية (مطحنة ريموند أو مطحنة الضغط العالي الأخرى). نظرًا لأن حجم ترسيب كربونات الكالسيوم الثقيل أصغر من حجم كربونات الكالسيوم الخفيف ، يطلق عليه كربونات الكالسيوم الثقيل.
كربونات الكالسيوم الخفيفة ، والمعروفة أيضًا باسم كربونات الكالسيوم المترسبة ، عبارة عن الحجر الجيري المكلس والمواد الخام الأخرى لإنتاج الجير (المكون الرئيسي هو أكسيد الكالسيوم) وثاني أكسيد الكربون ، ثم يضاف الماء لهضم الجير لإنتاج حليب الجير (المكون الرئيسي هو هيدروكسيد الكالسيوم) ، ثم يضاف ثاني أكسيد الكربون لتفحيم حليب الجير لتكوين ترسيب كربونات الكالسيوم ، وفي النهاية يتم إجراء عمليات التجفيف والتجفيف والطحن. أو يتم تحضيره عن طريق تفاعل التحلل المزدوج لكربونات الصوديوم وكلوريد الكالسيوم لتكوين راسب كربونات الكالسيوم ، والذي يتم بعد ذلك تجفيفه وتجفيفه وسحقه. نظرًا لأن حجم ترسيب كربونات الكالسيوم الخفيف (2.4-2.8 مل / جم) أكبر من حجم كربونات الكالسيوم الثقيل (1.1-1.9 مجم / لتر) ، يطلق عليه كربونات الكالسيوم الخفيفة.
(2) كثافة التعبئة مختلفة
يكمن الاختلاف الأكثر وضوحًا بين الكالسيوم الثقيل والكالسيوم الخفيف في الكثافة الظاهرية المختلفة للمنتجات. الكثافة الظاهرية لمنتجات الكالسيوم الثقيل أكبر ، بشكل عام 0.8 ~ 1.3 جم / سم مكعب ؛ في حين أن الكثافة الظاهرية لمنتجات الكالسيوم الخفيفة صغيرة ، معظمها 0.5 ~ 0.7 جم / سم مكعب ؛ الكثافة الظاهرية لبعض منتجات كربونات الكالسيوم النانوية أقل ، والتي يمكن أن تصل إلى حوالي 0.28 جم / سم مكعب. من حجم عبوات المنتجات ، يمكننا التمييز تقريبًا بين منتجات الكالسيوم الثقيل والكالسيوم الخفيف. بشكل عام ، معظم منتجات الكالسيوم الثقيلة هي 25 كجم / عبوة ، وحجم عبوة المنتج صغير ، في حين أن منتجات الكالسيوم الخفيفة من نفس الجودة لها حجم تغليف أكبر. يتم أيضًا تعبئة بعض منتجات كربونات الكالسيوم النانوية بوزن 15 كجم / عبوة أو 20 كجم / عبوة.
(3) البياض مختلف
نظرًا لوجود العديد من الشوائب في منتج كربونات الكالسيوم الثقيل ، يكون بياض المنتج بشكل عام 89٪ - 93٪ ، ويمكن أن يصل عدد قليل من المنتجات إلى 95٪. يتم تصنيع منتجات الكالسيوم الخفيف عن طريق التخليق الكيميائي ، ويتم إزالة العديد من الشوائب ، ونقاء المنتجات مرتفع للغاية لذلك ، فإن بياض معظم المنتجات هو 92٪ - 95٪ ، وبعض المنتجات يمكن أن تصل إلى 96٪ - 97٪. وهذا أيضًا هو السبب الرئيسي وراء استخدام منتجات الكالسيوم الخفيف في الغالب لملء المنتجات عالية الجودة أو ذات الألوان الفاتحة.
(4) وظيفة التعديل مختلفة
هناك اختلافات طفيفة بين آثار التعديل لكربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة. تعتبر كربونات الكالسيوم الثقيلة أفضل لقوة الشد ، بينما كربونات الكالسيوم الخفيفة أفضل لقوة الصدمة والصلابة. بشكل عام ، يكون سطح البلاستيك الذي يحتوي على كربونات الكالسيوم الخفيفة أكثر نعومة وكثافة أقل ؛ إن سيولة معالجة بلاستيك الكالسيوم الثقيل أفضل ، كما أن خصائص البلاستيك المملوء بجزيئات صغيرة من الكالسيوم الثقيل أفضل أيضًا.
(5) حجم الجسيمات مختلف
حجم الجسيمات من كربونات الكالسيوم الثقيل هو 0.5 ~ 45um ، وحجم الجسيمات للمنتج يختلف مع معدات الطحن. يتراوح حجم جسيمات منتجات الكالسيوم الخفيفة العادية بشكل عام من 0.5 إلى 15 ميكرومتر ، وهو أمر يصعب قياسه بدقة بسبب شكل مغزله ، والذي يكون بشكل عام ضمن النطاق ؛ كربونات الكالسيوم النانوية في الكالسيوم الخفيف أدق ، وحجمها بشكل عام 20-200 نانومتر. يبلغ حجم جزيئات كربونات الكالسيوم الخفيفة العادية بشكل عام حوالي 2500 شبكة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات أداء أنابيب PVC والمقاطع الجانبية. لذلك ، من منظور حجم الجسيمات ، تستخدم كربونات الكالسيوم الخفيفة تقليديا لأنابيب PVC والمقاطع الجانبية. في الماضي ، بسبب محدودية معدات التكسير ، لم تتمكن كربونات الكالسيوم الثقيلة من الوصول إلى هذه الدقة. الآن ، يمكن أن يلبي حجم الجسيمات من كربونات الكالسيوم الثقيلة الاحتياجات بالكامل ، حتى أدق من كربونات الكالسيوم الخفيفة. لذلك ، يمكن اختيار كل من الأنابيب البلاستيكية والمقاطع الجانبية.
(6) فرق السعر:
تتحقق معالجة كربونات الكالسيوم الثقيلة بشكل أساسي عن طريق التكسير والطحن الميكانيكي ؛ يتم إنتاج كربونات الكالسيوم الخفيفة عن طريق ترسيب التفاعل الكيميائي ، وهو أكثر تعقيدًا من كربونات الكالسيوم الثقيلة ، وبالتالي فإن المتطلبات أكثر صرامة. لذلك ، فإن كربونات الكالسيوم الثقيلة التي لها نفس حجم الجسيمات أرخص بحوالي 30٪ من كربونات الكالسيوم الخفيفة. إذا سمح الأداء ، يمكن اختيار كربونات الكالسيوم الثقيلة ، والتي تعتبر أكثر اقتصادا وأرخص
2. كيف تختار كربونات الكالسيوم في صناعة المطاط والبلاستيك؟
يعتقد بعض الناس أن استخدام المنتجات البلاستيكية الأجنبية في حشو الكالسيوم هو الموضع الرئيسي ، والمثل الكلاسيكي هو 14-18: 1 ، لذلك يجب أن تحاول صناعة البلاستيك استخدام الكالسيوم ، بدلاً من الكالسيوم الخفيف.
يشبه استخدام الكالسيوم الثقيل والكالسيوم الخفيف في المنتجات البلاستيكية منتجات المطاط. ذكرت بعض الشركات المصنعة أنه في ظل نفس الظروف ، فإن استخدام - 400 شبكة من الكالسيوم الثقيل بدلاً من الكالسيوم الخفيف له مزايا واضحة للمنتجات المباعة بالوزن ، ولكن إذا تم بيع المنتجات وفقًا للطول أو المساحة أو العدد ، فإن الكالسيوم الثقيل يفعل ليس لديها ميزة على ضوء الكالسيوم.
على سبيل المثال ، إذا تم ملء نفس وزن المادة بنفس كمية المادة ، فسيكون طول المنتج الذي تم الحصول عليه مختلفًا. إذا كان الأنبوب مليئًا بالكالسيوم الثقيل ، فسيكون أقصر ببضعة آلاف من ذلك المليء بالكالسيوم الخفيف. بالنسبة للجلد الصناعي أو الجلد الصناعي الذي يتم قياسه حسب المنطقة ، يمكن أيضًا الشعور بالاختلاف في المنطقة. لذلك ، يجب ألا تتخلى مصانع معالجة المنتجات البلاستيكية عن استخدام الكالسيوم الخفيف بسهولة.
من وجهة نظر أكاديمية ، هناك العديد من الاختلافات بين الاثنين ، مثل الأشكال البلورية المختلفة ، ومناطق السطح المحددة المختلفة ، وقيم امتصاص الزيت المختلفة ، وما إلى ذلك. في المصفوفة البلاستيكية ، يتم توزيع شكل جزيئات الكالسيوم الثقيل أو الكالسيوم الخفيف في جزيئات المصفوفة واحدة تلو الأخرى ، أو في مجموعات ، في شكل مجاميع فضفاضة في راتنج المصفوفة ، وحالة الواجهة بين هذه الجسيمات والراتنج ترتبط الجزيئات الكبيرة ارتباطًا مباشرًا بالخصائص الميكانيكية للمواد.
لا يتشابه استخدام الكالسيوم الثقيل أو الخفيف في المنتجات البلاستيكية. يجب أن نطلق العنان لمزايا كل منهما وأن نجمع بين العوامل الفنية والاقتصادية لنأخذ في الاعتبار بشكل شامل.
على سبيل المثال ، في إنتاج الجلود الاصطناعية PVC ، يمكن تقسيمها إلى طريقة الكشط وطريقة الصقل وطريقة البثق وفقًا لعملية التصنيع ، بينما تستخدم طريقة الكشط راتنج معجون PVC ، والذي يحتاج إلى إضافة الكثير من الملدنات. قيمة امتصاص الزيت للكالسيوم الخفيف أعلى 4-5 مرات من الكالسيوم الثقيل. لذلك ، فإن استخدام الكالسيوم الخفيف يتطلب المزيد من الملدنات لتحقيق نفس المرونة من استخدام الكالسيوم الثقيل. إذا كان من الممكن تقليل كمية الملدنات ، فقد يكون استخدام الكالسيوم الثقيل أكثر اقتصادا.
على سبيل المثال ، الأكياس المنسوجة من مادة البولي بروبيلين والقماش المنسوج وحزام التعبئة ومنتجات الشد الأخرى أحادية الاتجاه ، باستخدام كربونات الكالسيوم الثقيلة وكربونات الكالسيوم الخفيفة كمواد مالئة لم تجد أي اختلاف في الطول. وجد أن معظم جزيئات الحشو توجد في الفراغ بين الجزيئات الكبيرة المتكونة عن طريق التمدد. بعد عدة مرات من التمدد والتبريد السريع ، يتم تجميد شكل الجزيئات الكبيرة بسرعة ، في حين أن الكثافة الحقيقية للكالسيوم الخفيف والكالسيوم الثقيل هي نفسها تقريبًا ، وبالتالي فإن التأثير على الطول النهائي للمنتج غير واضح. من ناحية أخرى ، بالمقارنة مع الكالسيوم الخفيف ، فإن سيولة معالجة الكالسيوم الثقيل أفضل ، والسعر أقل بكثير. لذلك ، في هذا النوع من منتجات الشد أحادية الاتجاه ، فهي مهيمنة تمامًا.
بالإضافة إلى ذلك ، في تكنولوجيا معالجة القولبة للأبواب والنوافذ البلاستيكية ، فإن الحشو عبارة عن كالسيوم خفيف ، والجرعة 8-10phr. وتجدر الإشارة إلى أن الصيغة التي قدمتها الدول الأجنبية هي صيغة علمية. نقطة البداية لإضافة كربونات الكالسيوم هي تحسين الأداء العام للملف الجانبي ، وليس استخدام المواد الخام الرخيصة لتقليل التكلفة.
3. استخدام كربونات الكالسيوم في المواد البلاستيكية القابلة للتحلل
PLA هي واحدة من أسرع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل تطوراً في السوق. تستخدم كربونات الكالسيوم كمواد مالئة للمسحوق في معالجة المواد الخام لتوفير أداء وتكوين سعر PLA تستخدم هذه الطريقة أيضًا على نطاق واسع في المواد البلاستيكية التقليدية ، والتي لا يمكنها تحسين بعض الخصائص فحسب ، بل تقلل أيضًا من تكلفة المواد الخام البلاستيكية. مقارنة بالمسحوق المعدني غير المعدني الآخر ، تتمتع كربونات الكالسيوم بمزايا رائعة: السعر المنخفض ، والتلوين السهل ، والصلابة المنخفضة ، والتآكل الأقل للمسمار والموت ، والاستقرار الحراري والكيميائي الجيد ، والتجفيف السهل ، وغير السامة والمذاق.
من وجهة نظر فنية ، تعتبر عملية طويلة الأجل لمواد حماية البيئة لاستبدال المواد البلاستيكية غير القابلة للتحلل ، كما أن مساحة تحسين البلاستيك القابل للتحلل من حيث مقاومة السقوط ومقاومة الحرارة ومقاومة التآكل هي مشكلة أخرى. وهذا يعني أيضًا أن المواد البلاستيكية القابلة للتحلل في الصين ستؤدي إلى فرص التنمية. بحلول عام 2030 ، من المتوقع أن يصل الطلب على المواد البلاستيكية القابلة للتحلل في الصين إلى 4.28 مليون طن ، ويمكن أن يصل حجم السوق إلى 85.5 مليار يوان. نظرًا للسعر المنخفض نسبيًا ، فإن كربونات الكالسيوم المطحونة الرقيقة وكربونات الكالسيوم الخفيفة وكربونات الكالسيوم النانوية يمكن أن تعزز تدهور البلاستيك وتكون صديقة للبيئة نسبيًا. في المستقبل ، ستكون نسبة المواد المضافة في البلاستيك القابل للتحلل أكبر وأكبر ، وستكون آفاق السوق أوسع وأكثر اتساعًا.
4. الوضع الأخير لصناعة كربونات الكالسيوم في الصين
ليس هناك شك في أن الصين غنية بالموارد المعدنية لكربونات الكالسيوم. في أغسطس ، تم اكتشاف رواسب كربونات الكالسيوم الجديدة في قوانغشي وهونان ، بإجمالي احتياطي 607.5 مليون طن ، مما يوفر موارد كافية لتطوير صناعة كربونات الكالسيوم المحلية.
في السنوات الأخيرة ، كانت صناعة كربونات الكالسيوم في الصين في اتجاه نمو مطرد. في عام 2019 ، بلغ إنتاج الصين من كربونات الكالسيوم 35.95 مليون طن ، بما في ذلك 13.5 مليون طن من كربونات الكالسيوم الخفيفة و 22.45 مليون طن من كربونات الكالسيوم الثقيلة. حجم الواردات 49000 طن وحجم الصادرات 122000 طن والاستهلاك الظاهر 35.877 مليون طن.
يظهر سعر المنتجات أيضًا اتجاهًا متزايدًا. زادت منتجات كربونات الكالسيوم الثقيلة من 535 يوانًا / طنًا في عام 2014 إلى 572 يوانًا / طنًا في عام 2019 ، وزادت منتجات كربونات الكالسيوم الخفيفة من 640 يوانًا / طنًا في عام 2014 إلى 822 يوانًا / طنًا في عام 2019. كما حافظت قيمة الإنتاج على نمو سريع ، من 16.696 مليار يوان في عام 2014 إلى 24.178 مليار يوان في عام 2019 ، بمعدل نمو مركب يبلغ 7.69٪. في عام 2019 ، بلغت قيمة إنتاج الصين من كربونات الكالسيوم 24.178 مليار يوان ، بما في ذلك 11.208 مليار يوان من كربونات الكالسيوم الخفيفة و 12.97 مليار يوان من كربونات الكالسيوم الثقيلة.
5. ALPA x التكنولوجيا المتميزة في صناعة كربونات الكالسيوم (المعادن غير المعدنية)
في مجال معالجة المعادن غير المعدنية ، يمكن لـ ALPA توفير التقنيات الأساسية التالية:
（1 ، يمكن تحقيق الإنتاج على نطاق واسع ومنخفض التكلفة باستخدام عملية تصنيف طحن الكرة. بأخذ كربونات الكالسيوم كمثال ، يمكن لخط إنتاج واحد D97: 10 ميكرومتر أن ينتج 100000 طن من المنتجات سنويًا ، ويمكن أن يصل استهلاك الطاقة لكل طن من المنتجات إلى 150 درجة ، وتشمل المعادن المناسبة الكالسيت والرخام والحجر الجيري والكوارتز ورمل الزركون ، الفلسبار ، شوائب الفحم ، الدولوميت ، المغنسيت ، إلخ.
（2） يمكن تحقيق الإنتاج فائق الدقة ومنخفض التكلفة باستخدام تقنية الطاحونة البخارية. بأخذ التلك كمثال ، يمكن أن يصل حجم جزيئات التلك إلى 1 ميكرومتر وسمك التلك 300 نانومتر. تشمل المعادن المناسبة التلك ، والجرافيت ، والميكا ، والولاستونيت ، والبروسيت الليفي ، والأتابولجيت ، والكاولين ، إلخ.
（3） يمكن تحقيق الإنتاج الدقيق للغاية والنقي للغاية باستخدام تقنية الطاحونة النفاثة ، وهي مناسبة لمعالجة المعادن ذات القيمة المضافة العالية. بأخذ الكوارتز كمثال ، يمكن أن يصل حجم الجسيمات للمنتج إلى 2 ميكرومتر ، وتكون زيادة الشوائب المعدنية في المنتج أقل من 10 جزء في المليون. تشمل المعادن المناسبة التلك ، والكوارتز ، والباريت ، والجرافيت ، والتورمالين ، ومايفانيت ، إلخ.
（4） يمكن أن تلبي تقنية تعديل السطح تطبيق المعادن في صناعة المطاط والبلاستيك ، مثل عملية تعديل مطحنة ثلاث أسطوانات ، وعملية تعديل طاحونة توربو ، وعملية تعديل مطحنة الدبوس ، وعملية التعديل المتقطع للخلاط عالي السرعة ، وما إلى ذلك عمليات تعديل مختلفة يمكن استخدام المعدلات وفقًا للمواد المختلفة ، ويمكن تحقيق أعلى معدل طلاء بأقل معدل. كمية المعدل حوالي 0.8-1.2٪ ، ومعدل الطلاء حوالي 98٪.
مفهوم المعالجة الخضراء عالية القيمة للمسحوق غير المعدني:
（1 ، معنى الأخضر process عملية جافة ، لا انبعاثات لثلاثة نفايات ؛ ضغط سلبي محكم ، لا تسرب للغبار وتلوث ضوضاء ؛ الأتمتة والذكاء والشبكات ؛ يمكنها تحقيق استخدام عالي القيمة للنفايات الصلبة والمخلفات ، والتوصية بالمعدات المتطابقة وفقًا للمتطلبات. الاستجابة للتغيرات في حماية البيئة والعمل.
（2） معنى القيمة العالية ： مواكبة احتياجات المستخدمين للتحويل والارتقاء ، مع توفير منتجات ذات قيمة مضافة عالية تستند إلى علم المواد. يركز اتجاه البحث على حجم الجسيمات وتوزيعها وشكلها ونقاوتها وتشتتها وتعديل سطحها ، وتحدد تقنية المعالجة بناءً على تركيبتها المعدنية وخصائصها الهيكلية ، وتوفر حلولاً مخصصة مقترنة بمتطلبات حماية البيئة.
يفية اختيار نوع طاحونة الأسطوانة لمسحوق الحجر الجيري
ما هو الحجر الجيري؟ أعتقد أن الجميع على دراية بالحجر الجيري. يمكن رؤية الحجر الجيري في كل مكان في إنتاجنا وحياتنا. لها قيمة تطبيق عالية وهي مادة خام شائعة. إذن ما نوع مطحنة الطحن التي يمكنها معالجة مسحوق الحجر الجيري؟ كيفية اختيار؟ في الواقع ، المطحنة الأسطوانية هي نوع جديد من المطاحن التي تعمل على تحسين كفاءة معالجة مسحوق الحجر الجيري. عند صياغة خطة الاختيار والتكوين ، يحتاج فريق البحث والتطوير إلى الجمع بين المزيد من معلومات الطحن لتطوير خطة تكوين أكثر منطقية. بعد ذلك ، دعونا نتحقق من ذلك.
1. فهم ما هو الحجر الجيري
عند صياغة خطة الاختيار ، من الضروري بالتأكيد فهم المادة بشكل كامل. فقط من خلال فهم خصائصه الفيزيائية والكيميائية ، وآفاق التطبيق وغيرها من المعلومات ، يمكننا في المقابل صياغة اختيار وتكوين أكثر منطقية. المكون الرئيسي للحجر الجيري هو كربونات الكالسيوم ، والتي تستخدم على نطاق واسع في مجال مواد البناء. وتتمثل خاصيتها الرئيسية في قدرتها على تحلل أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة عالية. لذلك ، فهي مادة خام صناعية مهمة. عند اختيار مطحنة ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أحجام مختلفة ودرجة حرارة ولزوجة الحجر الجيري ونموذج طاحونة مختلفة بشكل طبيعي ، والتي أصبحت معلمة مهمة لاختيار المطحنة.
2. ما هي السعة المطلوبة من قبل العميل
في الواقع ، هذه النقطة مهمة جدًا للاختيار. لدى مصنعي المطاحن أنواع عديدة من المطاحن ، وهناك أيضًا أنواع عديدة من المطاحن التي يمكنها طحن الحجر الجيري. بعض المطاحن لديها إنتاجية عالية ولكن خسائر كبيرة. تتمتع المطاحن الأخرى بقدرة إنتاجية منخفضة ولكنها موفرة للطاقة. للعملاء المختلفين ، فقط المناسبون هم الأفضل. لذلك ، ALPA تخصص علميًا خطة الاختيار والتكوين ، ومتطلبات القدرة الإنتاجية مهمة بشكل خاص.
3. ما هي النقاوة المطلوبة للمنتج النهائي
أي شخص يعرف صناعة البودرة بأن المجالات المختلفة لها متطلبات مختلفة لدقة البودرة. يعد اختيار الآلة المناسبة لطحن المسحوق المناسب أكثر أهمية في هذا المجال. إذا كانت دقة المنتج النهائي لا تفي بالمتطلبات ، بغض النظر عن حجم الناتج ، فسيكون عاجزًا. لذلك ، يحتاج العملاء إلى توفير دقة المنتج في الوقت المناسب. هذا المطلب ضروري لاختيار وتكوين المصنع.
بعد السرد المفصل أعلاه ، يجب أن يكون لدى الجميع فهم أفضل أن العوامل الثلاثة ، طبيعة المادة ، والقدرة الإنتاجية ودقة المنتج النهائي ، كلها مراجع مهمة لصياغة خطة اختيار مناسبة.