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    如何區分輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣

    2021-02-05

    眾所周知,無論是重質碳酸鈣(簡稱重鈣)還是輕質碳酸鈣(簡稱輕鈣)是塑料工業中使用數量最多、應用面最廣的粉體填料。碳酸鈣作為廉價的填充材料其經濟性是不言而喻的,每年使用700萬噸非金屬礦產品代替以石油為原料的合成樹脂,相當于國家少建2~3座大型石油化工廠,不僅可以節約數百億元的投資,而且節約下來的是地球上不可再生且日益成為國家必爭的戰略資源的石油,對社會、對國家乃至對整個地球人類都是不可磨滅的貢獻!

    多年的應用實踐表明,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,近幾年來的研究更是獲得可喜成果,多家大專院校和科研單位的研究成果表明,不同種類的碳酸鈣在使用得當時,可顯著提高基體塑料的性能,但輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣的區分一直困擾著多數用戶,本文作者分多個方面介紹其不同。

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    1.來源方式不同

    輕質碳酸鈣是化學合成的碳酸鈣,又稱沉淀碳酸鈣、膠體碳酸鈣或者活性碳酸鈣,甚至可以生產出納米碳酸鈣,簡稱輕鈣。它是將石灰石原料煅燒生成石灰和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳,其主要成分氫氧化鈣,通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀,經脫水、干燥和粉碎制得,或者由碳酸納和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀,經脫水、干燥和粉碎制得。重質碳酸鈣簡稱重鈣,是用機械方法直接粉碎天然的方解石、大理石、白堊、貝殼等制得。

    2.堆積密度不同

    重鈣與輕鈣最明顯的區別就在于產品的堆積密度不同,重鈣產品的堆積密度較大,一般為0.8~1.3g/cm3;而輕鈣產品的堆積密度較小,多為0.5~0.7g/cm3;一些納米碳酸鈣產品的堆積密度甚至更低,可以達到0.28g/cm3左右。由產品的包裝體積也可以粗略分辨出重鈣和輕鈣產品,一般重鈣產品多為25kg/包,產品包裝體積較小,而同等質量的輕鈣產品包裝體積明顯較大,一些納米碳酸鈣產品還采用15kg/包或20kg/包的包裝。

    習慣上我們常用沉降體積來衡量碳酸鈣密度的大小,沉降體積是單位質量的碳酸鈣在100ml水中振蕩并靜置3h后所具有的體積(ml),沉降體積越大說明產品粒度越小、密度越輕、產品檔次越高。重質碳酸鈣的沉降體積為1.1~1.4ml/g,輕質碳酸鈣的沉降體積為2.4~2.8ml/g,納米輕質碳酸鈣的沉降體積為3.0~4.0ml/g,通過沉降體積的不同可以初步判斷輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣和納米碳酸鈣。

    其實重鈣和輕鈣的復合制品的真實密度相差不大,一般重鈣真實密度為2.6-2.9 g/cm3,而輕鈣為2.4-2.6 g/cm3。也有人說兩者真實密度一樣,只是堆積密度不同。究其原因是因為輕鈣的顆粒形狀為紡錘形或者棗核形,占用體積比較大;而重鈣的外觀形狀為塊狀居多,占用體積比較小。

    3.白度大小不同

    由于重鈣產品相對雜質較多,因此產品白度一般為89%~93%,極少數的產品能達到95%。而輕鈣產品因為化學合成制成,去除了很多雜質,產品純凈度很高,因此白度多為92%~95%,部分產品可以達到96%~97%,這也是輕鈣產品多用于高檔或淺色制品填充的主要原因。

    4. 水分含量不同

    重鈣產品水分一般為0.2%~0.3%,水分含量比較低同時也較為穩定,一些高檔的重鈣產品水分甚至可以達到0.1%左右。普通輕鈣產品水分0.3%~0.8%,有時會有一定的波動不太穩定。傳統上重、輕鈣的區分就是用水份儀器測試水分,水分大到接近1%就是輕鈣,小到0.1%以下為重鈣。

    5. 粒徑大小不同

    重鈣產品的粒徑為0.5~45um不等,產品粒徑因粉碎設備不同而不同。普通輕鈣產品的粒徑一般為0.5~15um,因顆粒形狀為紡錘形難以準確測定,一般是一個范圍;輕鈣中的納米碳酸鈣粒徑更細,尺寸一般為20~200nm。普通輕質碳酸鈣的粒度一般在2500目左右,可以滿足PVC管材和型材的性能需要,所以從粒度上考慮傳統上PVC管材和型材都選用輕質碳酸鈣。以前因粉碎設備的限制,重質碳酸鈣達不到這個細度,現在重質碳酸鈣的粒度完全可以滿足需要,甚至比輕質碳酸鈣更細,所以現在PVC管材和型材兩者都可以選用。

    6.味道不同

    輕鈣因石灰石煅燒后去除掉很多雜質一般來說白度較高,純度也較高,但國內的輕鈣很多因為氧化鈣反應不完全,殘留有石灰味道,如果用于食品行業,如填充餅干則會有嗆人的味道,而重鈣沒有。另外,過多的氧化鈣會造成產品在水性體系偏堿性或者PH值不好調節,導致成品不穩定。

    此外,兩者的磷酸含量不同,輕鈣中有時為了調整PH值處于合理范圍需要加入少量磷酸,而重鈣則沒有。

     


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