碳酸钙应用
碳酸钙母粒用途

碳酸钙母粒用途
碳酸钙母粒广泛应用于多个行业中,主要用途包括:
1. 塑料和橡胶工业:碳酸钙母粒可用作增塑剂、填充料和增强剂,提高塑料和橡胶的机械强度、耐热性和抗老化能力。
2. 涂料和油墨工业:碳酸钙母粒可用作涂料和油墨的填充剂和增稠剂,提供良好的流变性、润湿性和光泽度。
3. 建筑材料工业:碳酸钙母粒可用于生产石膏板、墙面涂料、地板砖等建筑材料,改善材料的强度、耐火性和抗酸碱能力。
4. 动物饲料工业:碳酸钙母粒可作为饲料中的钙源,提供动物所需的钙元素,促进动物的骨骼发育和身体健康。
5. 医药和食品工业:碳酸钙母粒可以作为钙补充剂用于制造药物和食品,如制备钙片、钙粉、钙奶粉等。
总的来说,碳酸钙母粒具有丰富的应用领域,其主要作用是提供钙元素,增强材料的强度和机械性能,改善涂料和油墨的工艺性能,同时也有助于动物和人体的健康发育。
碳酸钙在地质学和地球科学中的应用和研究

碳酸钙在地质学和地球科学中的应用和研究碳酸钙是一种广泛存在于地球表面的化合物,它的存在与分布不仅影响着地球化学过程,对人类的生活和生产也有着重要影响。
在地质学和地球科学研究领域,碳酸钙的应用十分广泛。
本文将从地质学和地球科学的角度出发,探讨碳酸钙的应用和研究。
一、地质学中碳酸钙的应用和研究1.岩石学碳酸钙是许多石灰岩的主成分,因此岩石学家可以利用这些石灰岩对古地理环境进行分析和研究,了解地球演化过程。
对于古地理环境的重建,石灰石的成因类型、颜色和岩性等特征,可以反映出沉积物来源、古流体环境和岩石变化历史等信息。
同时,岩石学可以通过分析石灰岩中的生物化石残骸,了解当时生物种类、环境以及生长条件等信息。
2.地球化学碳酸钙是地球表面唯一一种生产过程中含有钙元素的岩类矿物。
它通过生物作用或岩石风化等过程,释放出二氧化碳,影响全球碳循环和气候变化。
因此,研究地球中碳酸钙的来源和分布,以及与气候和生命的关系,对于探讨地球系统和环境问题有着重要的意义。
3.石油地质学石油地质学家在研究油气储层时,需要了解储层的孔隙度、渗透性和孔隙类型等特征。
碳酸钙对于油藏中的孔隙空间有着重要影响。
通过分析石灰岩的组成、厚度和颜色等特征,以及石灰岩储层的孔隙类型和孔隙度,可以对储层进行评价和预测,为油气勘探开发提供依据。
二、地球科学中碳酸钙的应用和研究1.环境考古学环境考古学是研究古代人类活动与环境关系的学科。
在环境考古学研究中,利用碳酸钙中的稳定同位素分析技术,可以对古代气候、水文环境、土地利用和人类活动等多个方面进行定量化分析。
稳定同位素记录可以揭示不同时期土地利用和环境变化,为了解人类与环境关系提供了另一种方法。
2.海洋学碳酸钙对于海洋的生命循环和生态平衡有重要影响。
钙化生物(如珊瑚、藻类和贝类)利用碳酸钙来生长和构建骨骼。
海洋酸碱度的变化会影响碳酸钙的溶解和生物钙化,从而影响海洋生态系统的稳定性。
因此,研究碳酸钙的生物循环和钙化过程,对于理解海洋碳循环和环境变化有着重要意义。
碳酸钙前景

碳酸钙前景碳酸钙是一种常见的无机化合物,在工业和生活中有广泛的应用前景。
碳酸钙的前景可以从以下几个方面来进行探讨。
首先,碳酸钙在建筑材料领域具有重要的应用前景。
由于其具有较高的强度和硬度,碳酸钙常被用作水泥、混凝土和砂浆的添加剂,可以增强材料的机械性能和耐久性,并提高材料的抗压强度和抗裂性能。
此外,碳酸钙还可以用于制造石膏板、石膏装饰材料和陶瓷材料,用于提高材料的硬度和韧性,增加材料的耐磨性和抗冲击性。
其次,碳酸钙在食品工业中也有广泛的应用前景。
由于其无毒、无味、无色且易溶于酸性环境中,碳酸钙被广泛用作食品添加剂,用于提高食品的质感和口感。
碳酸钙可以用于制作饼干、面包、糖果、巧克力等产品,可以增加产品的口感丰满度、提高产品的蓬松度和延展性。
此外,碳酸钙也有潜在的环境保护和资源循环利用的应用前景。
由于全球对可持续发展和环境保护的重视,碳酸钙可以从多个方面为环境保护做出贡献。
首先,碳酸钙可以用于废水处理和污染物吸附,可以去除水中的重金属离子、油脂和有机污染物。
其次,碳酸钙可以用于土壤改良和植物营养,可以提高土壤的肥力和植物的生长。
再次,碳酸钙可以用于固体废物处理和资源循环利用,可以将废弃物转化为有价值的产物。
最后,碳酸钙在医药和健康领域也有重要的应用前景。
碳酸钙可以用作药物的药理助剂和药物载体,可以改善药物的性质和控制药物的释放。
此外,碳酸钙还可以用于骨骼健康和钙补充,可以预防骨质疏松和骨骼疾病。
综上所述,碳酸钙具有广泛的应用前景。
在建筑材料、食品工业、环境保护和资源循环利用、医药和健康领域等方面都有重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展和进步,碳酸钙的应用前景还将进一步拓展和深化。
碳酸钙是什么

碳酸钙是什么碳酸钙是一种常见的化学物质,它是由钙离子(Ca2+)和碳酸根离子(CO32-)组成的化合物。
在自然界中,碳酸钙广泛存在于岩石、贝壳、海洋生物的骨骼和牙齿中。
碳酸钙具有许多重要的应用,包括建筑材料、医药、食品添加剂和环境保护等领域。
本文将介绍碳酸钙的性质、制备方法及其主要应用。
1. 碳酸钙的性质碳酸钙是一种无色、结晶性的物质,常见的形式有矿石状、粉末状和颗粒状。
它在常温下稳定,不溶于水,但可以溶解在酸中。
碳酸钙的溶解度与温度有关,温度升高会导致溶解度增加。
2. 碳酸钙的制备方法碳酸钙可以通过不同的方法制备,以下是几种常见的制备方法:2.1 碳酸钙的天然形式大部分的碳酸钙是通过地质过程形成的。
例如,岩石中的大理石就是一种含碳酸钙的矿石。
当大理石遭受高温和高压的作用时,会形成石灰石,并最终转变为大理石。
2.2 化学合成碳酸钙还可以通过化学合成的方式制备。
其中,最常见的方法是将氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙。
这种反应可以在实验室中进行,也可以在工业生产中使用。
3. 碳酸钙的应用碳酸钙具有广泛的应用领域,下面将介绍几个主要的应用:3.1 建筑材料碳酸钙被广泛应用于建筑材料的制备中。
它可以用于制造石灰石、水泥、石膏和石膏板等材料。
碳酸钙还可以作为填充剂用于混凝土中,以提高强度和耐久性。
3.2 医药碳酸钙在医药领域也有重要的应用。
它常被用作钙补充剂,用于预防和治疗骨质疏松症、低钙血症等疾病。
此外,碳酸钙还可以作为药片和胶囊的包衣剂,以改善药物的吞咽性和稳定性。
3.3 食品添加剂碳酸钙是一种常见的食品添加剂,被广泛用于面粉、面包、奶制品、糕点等食品的生产中。
它可以增加食品的口感和质地,同时还可以用作增加钙含量的营养强化剂。
3.4 环境保护碳酸钙在环境保护领域也扮演着重要的角色。
它可以用作酸性土壤的中和剂,以提高土壤的肥力。
此外,碳酸钙还可以用作烟囱和汽车尾气的烟气脱硫剂,减少大气污染的产生。
4. 碳酸钙的安全性碳酸钙在一般情况下被认为是安全的,但过量摄入可能会导致一些副作用。
碳酸钙的用途有什么作用

碳酸钙的用途有什么作用碳酸钙是一种常见的化学物质,广泛用于各个领域。
以下是碳酸钙的一些主要用途和作用:1. 建筑材料:碳酸钙在建筑领域中被广泛应用。
它可以用作制备建筑材料的原料,如水泥、石膏板、涂料、墙面砖等。
碳酸钙具有细腻的颗粒结构和良好的附着性能,可以提高建筑材料的强度和耐久性。
2. 塑料和橡胶:碳酸钙可用作塑料和橡胶制品的填充剂,如注塑制品、轮胎、塑料薄膜等。
添加适量的碳酸钙可以增强塑料和橡胶的强度、硬度和耐磨性,并提高产品的性能和使用寿命。
3. 医药行业:碳酸钙在制药领域中被广泛用于制备药片和药粉。
由于其低毒、无臭和易于消化的特性,碳酸钙成为常用的药用辅料。
它可以用作抗酸药物的缓解剂,中和胃酸,保护胃部黏膜,还可以用于治疗骨质疏松等疾病。
4. 食品工业:碳酸钙被广泛应用于食品工业中。
它可以用作食品增稠剂、酸度调节剂和添加剂稳定剂。
碳酸钙可以增加食品的稠度,改善质地,并调节食品的酸碱度。
它还可以被用于面粉和糕点中,以改善面团的性质、增加蓬松度。
5. 化妆品:碳酸钙在化妆品行业中被广泛应用。
它可以用作粉底、蜜粉、眼影和脸部腮红等彩妆产品的主要成分之一。
碳酸钙具有细腻的颗粒结构,可以增加化妆品的光泽和质感,使妆容更加持久。
6. 纸张和印刷工业:碳酸钙可用于制造纸张和印刷油墨。
添加适量的碳酸钙可以提高纸张的光泽度、平滑度和印刷性能。
碳酸钙可以减少纸张的吸墨性,提高墨色的清晰度和稳定性。
7. 环境保护:碳酸钙可以用于污水处理和废水处理。
它可以用作中和剂,在废水中中和酸性物质,减少废水对环境的污染。
碳酸钙还可以净化空气,吸附二氧化硫等有害气体,降低空气污染。
8. 家庭清洁剂:碳酸钙可用于制备家庭清洁剂。
它可以用作洗衣粉、洗洁精和洗洁剂中的主要成分之一。
碳酸钙可以帮助去除污渍、擦亮表面,并具有良好的除臭效果。
总的来说,碳酸钙是一种多功能的化学物质,被广泛应用于建筑、塑料橡胶、医药、食品、化妆品、纸张印刷、环境保护和家庭清洁剂等领域。
初中化学知识重点总结——碳酸钙的性质和用途

初中化学知识重点总结——碳酸钙的性质和用途碳酸钙,化学式为CaCO3,是一种常见的无机化合物。
它在自然界中广泛存在,尤其是在石灰石和大理石中。
碳酸钙具有多种性质和用途,本文将对其进行详细介绍。
碳酸钙是一种白色结晶性粉末,无味无臭。
它不溶于水,但可以与酸反应生成盐和水。
例如,当碳酸钙与盐酸反应时,会生成氯化钙和二氧化碳气体的化学反应方程式为:CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2碳酸钙在高温下会分解为氧化钙和二氧化碳,这个过程称为石灰石的石灰反应。
化学反应方程式为:CaCO3→CaO+CO2碳酸钙具有广泛的应用领域。
首先,它是建筑材料中重要的成分之一、在建筑中,大理石和石灰石常用于制作墙壁、地板和台阶。
它们具有高硬度和抗压性,因此可以用于建筑物的结构和装饰。
另外,石灰石可以烧结成石灰,用于制造水泥、混凝土和石膏等建筑材料。
此外,碳酸钙也可以用于制作石膏板、油漆、涂料和墙纸等。
这些应用使碳酸钙在建筑领域中具有重要的地位。
其次,碳酸钙在农业中有广泛的应用。
它可以用作土壤改良剂,改善酸性土壤。
酸性土壤会影响植物的生长和发育,而施用碳酸钙可以中和土壤酸性,并提供钙元素供植物吸收。
此外,碳酸钙还可以用于动物饲料中,作为钙元素的补充。
动物需要钙来维持骨骼的健康发育,并提高产蛋和产奶的能力。
此外,碳酸钙还被广泛用于日常生活中。
例如,它是制造玻璃、陶瓷、橡胶和塑料等产品的原料之一、碳酸钙可以提供这些材料的硬度和稳定性。
另外,它还常用于制作化妆品、洗涤剂和口腔护理制品等。
碳酸钙可以作为胶体稳定剂、咀嚼剂和抗酸剂等添加剂,提供这些产品所需的功能。
最后,碳酸钙还有医药和环境保护方面的应用。
在医药行业,它可以作为钙补充剂,用于治疗骨质疏松症等钙缺乏症。
在环境保护方面,碳酸钙可以用于工业废水和废气的处理。
它可以中和废水中的酸性物质,并吸收废气中的有害气体。
综上所述,碳酸钙是一种重要的化合物,具有广泛的性质和用途。
碳酸钙在不同行业的应用中所起到的作用
碳酸钙在不同行业的应用中所起到的作用全球碳酸钙市场,造纸工业是其最大的应用市场,其次是塑料工业,涂料工业占第三位,橡胶、油墨、饲料、医药等行业亦占有一定市场份额。
我国碳酸钙产品在无机盐化工产品中产量约居第四位,目前全国年产量约240万吨。
由于其用途广泛,直接影响到造纸、塑料、涂料、橡胶、粘合剂、密封剂、汽车、医药、食品、饲料、日用化工等产为的发展,也关系到这些行业的生产。
在造纸工业中,生产白板纸的纸厂,每1吨碳酸钙要涉及产值约20万元;在塑料工业中,碳酸钙用作填充剂,优质的碳酸钙作为补强剂,1吨碳酸钙涉及产值1-15万元;在橡胶工业每吨碳酸钙涉及产值5万元左右,因其特殊的性能,特别是搞曲挠、高强度的特性是其它填料无法代替的,故成为橡胶工业的关健填料,而且逐步成为半补强剂和补强剂。
在化学建材中属于必不少的填料,特别是目前国家有关部门已规定在建筑材料中不允许再用钢窗钢门、铝窗铝门、下水铸铁管,采用新型钙塑材料,所以碳酸钙在化学建材中会越来越显出其重要性。
在涂料工业中,水性涂料要增加白度和细腻性可用碳酸钙作为增量剂和填料。
碳酸钙产品还用于食品、日用化工、医药等行业。
国市场所见大量补钙药剂和饮料,多以碳酸钙为“钙源”。
可见碳酸钙的相关产品大多涉及人民的生活,也就会影响到国计民生。
一、碳酸钙在造纸中的应用造纸行业量使用碳酸钙是是基于国际上造纸工业从酸性造纸工艺转向碱性或中性造纸工艺。
在酸性造纸工艺中广泛选用滑石粉作填料,虽然碳酸钙在白度、不透明度、和细度上都优于滑石粉且价格低廉,但碳酸钙遇酸会分解出二氧化碳,使纸浆中产生泡沫,所以碳酸钙的应用受到限制,但现在随着碱性或中性施胶技术的推广,碳酸钙的用量不断增加。
碱性或中性造纸工艺这一重大转向,给碳酸钙在造纸工业中的应用带来了空前的增长机遇。
碳酸钙在造纸中主要作纸的填料,为了保证纸的一定强度、白度,同时降低成本,在纸中添加大量碳酸钙。
造纸行业量使用碳酸钙是基于国际上造纸工业从酸性造纸工艺转向碱性或中性造成纸工艺,这样就可以大量使用价廉的碳酸钙代替以往的滑石和瓷土。
碳酸钙的常见用途
碳酸钙的常见用途碳酸钙是一种常见的化学物质,具有广泛的应用。
下面将介绍碳酸钙的一些常见用途。
1. 建筑材料:碳酸钙是制造建筑材料的重要原料之一。
它可以用于制造石灰石、大理石和石膏等建筑材料,用于建筑、装饰和修补工程。
2. 塑料工业:碳酸钙可以用作塑料的填充剂,可以增加塑料的硬度、强度和耐磨性。
此外,碳酸钙还可以降低塑料的成本,提高塑料的加工性能。
3. 橡胶工业:碳酸钙可以用作橡胶制品的填充剂,可以增加橡胶制品的硬度、强度和耐磨性。
同时,碳酸钙的添加还可以提高橡胶制品的加工性能和抗老化性能。
4. 医药行业:碳酸钙在医药行业有多种用途。
首先,碳酸钙可以作为钙补充剂,用于预防和治疗钙缺乏症。
其次,碳酸钙还可以用于制造药片和胶囊,作为药物的载体和稳定剂。
5. 食品工业:碳酸钙在食品工业中被广泛使用。
它可以用作酸中和剂、稳定剂和增稠剂,用于制造面包、饼干、奶制品、调味品等食品。
此外,碳酸钙还可以用于调节食品的酸碱度和增加食品的钙含量。
6. 纸张工业:碳酸钙可以用作纸张的填料,可以增加纸张的光泽度、光滑度和强度。
此外,碳酸钙还可以调节纸张的酸碱度,提高纸张的耐水性和抗老化性能。
7. 玻璃工业:碳酸钙可以用作玻璃的原料,可以提高玻璃的硬度、强度和耐磨性。
此外,碳酸钙的添加还可以调节玻璃的折射率和透明度。
8. 环境保护:碳酸钙可以用于污水处理和废气处理。
在污水处理中,碳酸钙可以用作中和剂,调节污水的酸碱度;在废气处理中,碳酸钙可以用作脱硫剂,吸收废气中的二氧化硫。
9. 农业领域:碳酸钙可以用作土壤改良剂,可以调节土壤的酸碱度,改善土壤的肥力和结构。
此外,碳酸钙还可以用于动物饲料,作为补钙剂和促进生长的剂量。
碳酸钙具有广泛的应用。
它在建筑材料、塑料工业、橡胶工业、医药行业、食品工业、纸张工业、玻璃工业、环境保护和农业领域都有重要的作用。
随着科学技术的不断发展,碳酸钙的应用领域还将进一步扩展和深化。
碳酸钙的常见用途
碳酸钙的常见用途碳酸钙是一种常见的化学物质,广泛应用于多个领域。
下面将介绍碳酸钙的常见用途。
1. 建筑行业:碳酸钙是建筑材料的重要成分之一。
它可以用作建筑涂料、涂料和油漆中的填充剂,增加涂层的光泽和硬度。
此外,碳酸钙还可以用于生产石膏板、石膏制品和水泥。
在建筑过程中,碳酸钙还可以用作中性化剂,调整混凝土的酸碱度。
2. 化妆品和个人护理产品:碳酸钙可以用作化妆品和个人护理产品中的填料和稳定剂。
它可以增加化妆品的质地和稠度,使其更易于涂抹和延展。
此外,碳酸钙还可以用作牙膏和牙粉中的磨料,帮助去除牙齿上的污垢和牙菌斑。
3. 食品和饮料工业:碳酸钙是一种常见的食品添加剂,被广泛用于面包、饼干、饮料和乳制品中。
它可以调整食品的酸碱度,增加食品的稳定性和保质期。
此外,碳酸钙还可以用作矿泉水和饮料中的钙补充剂,帮助增加人体对钙的摄取。
4. 医药行业:碳酸钙是一种常用的药物成分,用于治疗骨质疏松症和钙缺乏症。
它可以通过补充体内的钙离子来增加骨骼的密度和强度,预防和治疗骨质疏松症。
此外,碳酸钙还可以用于制备胃药,中和胃酸,缓解胃部不适和消化问题。
5. 纸张和包装工业:碳酸钙可以用作纸张和包装材料的填充剂和涂覆剂。
它可以增加纸张的光泽和平滑度,提高印刷质量。
此外,碳酸钙还可以增加纸张的强度和耐久性,减少纸张的变形和老化。
6. 环境保护:碳酸钙可以用作废水处理的助剂,帮助去除废水中的重金属和有机物。
它可以与废水中的污染物发生化学反应,沉淀下来,从而净化废水。
此外,碳酸钙还可以用作土壤改良剂,调整土壤的酸碱度,提供植物生长所需的营养元素。
总结而言,碳酸钙具有广泛的应用领域。
它在建筑、化妆品、食品、医药、纸张和环境保护等行业中发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步,碳酸钙的应用领域还将不断拓展,为人类的生活和工作带来更多的便利和创新。
碳酸钙的用途都有哪些化学
碳酸钙的用途都有哪些化学碳酸钙是一种常见的无机化合物,广泛应用于许多领域。
下面将详细介绍碳酸钙的各种用途及其在化学中的作用。
1. 建筑行业碳酸钙在建筑行业中被广泛应用。
作为填料,它可以用于生产水泥、混凝土和砂浆,提高其强度和硬度。
此外,碳酸钙还可以用作建筑材料的填充剂,增加材料的体积和减少成本。
此外,碳酸钙还可以用作墙体和地板的涂料,提高其光泽和丈量性。
2. 医药行业碳酸钙在医药行业中有着重要的应用。
它可以用作钙补充剂,用于治疗钙缺乏症和骨质疏松症。
此外,碳酸钙还可以作为酸中和剂,用于治疗胃酸过多引起的胃酸反流和消化不良。
3. 食品工业碳酸钙在食品工业中被广泛应用。
它可以用作食品添加剂,用于调节食品的酸碱度和增加食品的口感。
此外,碳酸钙还可以用作酿酒过程中的酒石酸的沉淀剂,用于净化葡萄酒和使其更加清澈。
4. 塑料工业碳酸钙在塑料工业中具有重要的应用。
作为填充剂,它可以用于增强塑料的硬度和强度,并减少生产成本。
此外,碳酸钙还可以用作塑料的染料分散剂,提高塑料的染色性能。
5. 纸张工业碳酸钙在纸张工业中有着重要的应用。
它可以用作纸张的填料,提高纸张的强度和质量。
此外,碳酸钙还可以用作纸张的涂料,增加纸张的光泽和平滑度。
6. 玻璃工业碳酸钙在玻璃工业中也有广泛的应用。
它可以用作玻璃的主要成分之一,改善玻璃的透明度和硬度。
此外,碳酸钙还可以用作玻璃的副助剂,调节玻璃的熔化温度和粘度,提高玻璃的制造效率和质量。
7. 矿山工业碳酸钙在矿山工业中有着重要的应用。
它可以用作矿石的主要成分之一,用于提取和分离其它有用的矿物质。
此外,碳酸钙还可以用作矿石的填充剂,提高矿石的产量和质量。
8. 环境保护碳酸钙在环境保护领域也有应用。
它可以用作城市污水处理和工业废水处理的药剂,用于调节污水的酸碱度和净化废水。
此外,碳酸钙还可以用作土壤改良剂,提高土壤的肥力和改善土壤的结构。
总结起来,碳酸钙具有广泛的应用领域,包括建筑、医药、食品、塑料、纸张、玻璃、矿山和环境保护等多个行业。
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碳酸钙在塑料中的应用及其具体要求1 碳酸钙在塑料工业中的地位与作用众所周知,碳酸钙无论是重质碳酸钙(简称重钙)还是轻质碳酸钙(简称轻钙),是塑料工业中使用数量最大、应用面最广的粉体填料。
我国塑料制品的年产量已超过3000万吨,以塑料用粉体填料数量占塑料制总量10%,而碳酸钙在各种粉体填料总量的70%计算,目前我国塑料工业每年使用的各种规格的碳酸钙至少在210万吨以上。
随着塑料原料——合成树脂价格不断上升,特别是从2003年下半年开始的涨价狂潮暴发以来,合成树脂的市场价格已经上升50%以上,如低密度聚乙烯已上升到每吨万元以上,拉丝级聚丙烯已上升至九千多元/吨。
众多塑料加工企业的目光不约而同地落到廉价的非矿粉体材料上面,特别是碳酸钙以价格低廉、使用方便、副作用少等众多优点成为塑料加工行业首选的增量材料,为碳酸钙行业带来巨大商机。
碳酸钙作为廉价的填充材料其经济性是不言而喻的。
每年使用二百多万吨非金属矿产品代替以石油为原料的合成树脂,相当于国家少建2~3座大型石油化工厂,不仅可以节约数百亿元的投资,而且节约下来的是地球上不可再生且日益成为国家必争的战略资源的石油,对社会、对国家乃至对整个地球人类都是不可磨灭的贡献!而对于塑料加工行业来说,每多使用1%的碳酸钙等非矿粉体材料,就等于降低100元左右的原材料成本,而100元的差价往往会成为盈亏的分界线,会成为市场竞争力的分水岭,成为企业生存和发展的关键!多年的应用实践表明,碳酸钙不仅可以降低塑料制品的原材料成本,而且还具有改善塑料材料某些性能的作用,例如PP编织袋的色泽由半透明变为白色以及表面极性增加有利于印刷等。
近几年来的研究更是获得可喜成果,多家大专院校和科研单位的研究成果表明,达到一定细度的碳酸钙在使用得当时,可显著提高基体塑料的抗冲击性能,即碳酸钙可作为塑料材料的抗冲改性剂使用。
复合材料(重量比为1:1),如清华大学高分子研究所研制的HDPE/CaCO3其缺口冲击强度可达基体塑料的十倍左右,见表1。
表1 偶联剂A1和助偶联剂对CaCO/HDPE复合体系的缺口冲击强度的影响3南京工业大学材料科学与工程学院的研究成果也证明了这一点,均聚PP/复合材料的缺口冲击强度较基体塑料提高一倍,见表2。
CaCO3表2 复合处理的CaCO/均聚PP材料的力学性能3注:表中PP为F401,MFR=2.4(g/10min),?d为平均粒径,S为粒径分布标准离差。
针对塑料制品特别是一次性使用的塑料制品在使用后随意丢弃造成的“白色污染”,社会各界采取了多种措施,如禁产禁用、收税限用、以纸代塑、提倡降解等等,但至今收效甚微。
从政府到百姓,从生产企业到科技人员都盼望着以新的科学发展观为指导,提出不带功利色彩、符合当前社会发展阶段、能够切实解决问题的途径和办法。
正是在这种背景下,以碳酸钙为主力军的无机粉体材料作为环境友好塑料改性材料脱颖而出,成为能减轻白色污染又能同时为生产者、消费者和监管者三方所接受的新型材料,由此碳酸钙在塑料中应用的第三特征—环保性无疑将发挥巨大作用,将为我们碳酸钙行业从业者开辟出全新的市场前景。
福建师范大学化学与材料学院的研究成果认为,作为“可环境消纳型环境友好塑料”,添加了光敏剂和碳酸钙的聚乙烯薄膜具有节省合成树脂、促进塑料光降解、促进塑料填埋后降解、在土壤中碳酸钙回归自然无害、焚烧时对环境危害小等众多优点,而且由于碳酸钙填充的聚乙烯薄膜在填充量达3 0%时仍具有良好的力学性能,对于制造不易回收或无回收利用价值的一次性使用的包装材料是非常适合的,将大大减轻废弃塑料对环境的压力和不利影响。
2 碳酸钙特性和塑料对碳酸钙的基本要求碳酸钙的特性碳酸钙在塑料中大量使用,得到塑料行业高度重视不是偶然的,相比起其它非金属矿物粉体材料,碳酸钙具有明显的优势。
1)价格便宜无论是重钙还是轻钙在各种非矿粉体材料是价格最低的,也就是说任何一种非矿粉体材料仅仅试图替代碳酸钙作为塑料填充料使用,而不是突显这种粉体材料本身的特点,那是没有意义的。
2)色泽好,易着色且可以做浅色塑料制品。
不足之处是着色的塑料制品色泽不够鲜艳,在多数情况下还是可以接受的。
3)硬度低其莫氏硬度为3,远远低于制造加工机械设备与模具所用钢材(如氮化钢、高速钢)的硬度,因此填充塑料对所接触的设备部件(螺杆、螺筒等)和模具的磨损较轻。
4)热稳定性及化学稳定性良好在碳酸钙的热分解温度在800℃以上,在所有的塑料加工温度下(300℃以下)都不会发生热分解。
碳酸钙是强碱弱酸盐,除遇酸性介质外,其化学稳定性良好。
5)易干燥,无结晶水,吸附的水分通过加热容易除去。
6)无毒、无刺激性、无味,特别是我国的方解石、大理石、石灰石资源丰富,可选择余地大,绝大多数资源品质优良,特别是重金属含量极低,达到国家卫生级要求。
碳酸钙对填充塑料性能的影响1)对密度的影响重钙和轻钙在真实密度上区别不明显,前者为2.6~2.9g/cm3,后者为2.4~2.6 g/cm3,它们的主要区别主是要堆积密度差别显著,工业上用沉降体积来区分重钙和轻钙,即在无水乙醇中2.5mL/g以上为轻钙,而重钙在1.2 ~1.9mL/g。
堆积密度不同主要由于碳酸钙粉体颗粒的晶形不同,轻钙粒子为纺锤形(枣核形),具有一定的长径比,而重钙多呈破碎后的块状。
这种颗粒形状的差异导致在基体塑料中,碳酸钙粒子是以大大小小凝聚体形式像海岛一样存在的,它们所占据的空间大小也不相同。
从宏观上看,填料的添加量相同时,不同的填料,重钙或是轻钙,甚至目数不同的重钙,都会造成塑料制品长度、面积或制品个数的不同。
表3列出轻钙或不同目数的重钙填充PVC芯层发泡管材的密度变化情况。
表3 轻钙及不同目数重钙填充PVC芯层发泡管材的密度也有一些科研单位和企业得出使用重钙和轻钙对填充塑料制品的密度无明显区别的结论,但不可否认的是无论重钙还是轻钙都会使填充塑料的密度增大,特别是注塑成型的塑料制品。
除单向拉伸的聚丙烯编织袋(布)用的扁丝和打包带不因使用碳酸钙而影响制品的长度外,人造革、薄膜、管材、型材、注塑制品等众多塑料制品都将受到密度增大的影响,是否有必要使用填料,能否承受密度增大对塑料制品使用性能带来的影响是摆在包括碳酸钙在内所有非矿粉体材料面前的重大问题,解决好坏与否,是能否更大规模地推广应用非矿粉体材料的关键。
最近一种以碳酸钙为主要添加材料的改性聚丙烯塑料实现了填充量达40%以上时,其密度可达1.2 g/cm3以下的目标,而且其力学性能、成型加工性能良好,可用于制作电视机等家电的壳体。
由于密度增加的幅度小,在代替缓燃级HIPS制作电视机后壳时,平均可降低原材料成本30%,其经济效益十分显著,得到电视机生产企业的高度重视和欢迎。
表4列出这种非矿粉体填充的聚丙烯复合材料的性能。
表4 低密度高性价比家电壳体用非矿粉体/聚丙烯复合材料的性能这种高填充时仍然保持较低密度的改性技术并不是基于填料本身密度大小,于在基体塑料中填充颗粒的存在形态,换言之碳酸钙颗粒与基体塑料之间肯定存在着适当的空隙。
为了控制碳酸钙高填充时填充塑料材料的密度,必须在粉体颗粒与基体塑料的界面上多做文章,这也正是目前一些大专院校和生产企业重点攻关的课题。
2)对力学性能的影响众多的研究结果表明,碳酸钙的加入会使塑料材料的力学性能全面下降,但如果事先对碳酸钙进行表面处理或者采用先进的界面改性技术,可以减轻碳酸钙对填充塑料力学性能的不良影响,甚至使某些性能比纯基体塑料还要好。
前面已提到HDPE和PP这两种塑料都可以在碳酸钙高填充时仍然具有很高的缺口冲击强度。
但同时研究结果也表明碳酸钙的存在不会提高塑料基材的拉伸强度和弯曲模量(刚性),最好的情况是使其不利影响尽可能减小。
3)对热性能的影响在塑料成型过程中,加热或冷却速度以及加热热量多少直接影响着生产成本高低和能耗大小。
由于碳酸钙的导热系数比基体塑料大十几倍,而二者体积比热容相差不多,虽然从室温加热到成型加工温度填充塑料所需总热量要多一些,但由于填充塑料的导热系数因碳酸钙的存在比纯基体塑料有所提高,因此有利于缩短成型加工周期从而提高工作效率。
例如加有25%碳酸钙的PVC片材,在加工时片材中心达到200℃所需时间为3.5秒,而纯PVC片材则需要10.8秒[6],同样由于冷却速度快,也有利于缩短注塑制品的生产周期。
4)对光学性能的影响很多企业都关心添加碳酸钙后填充塑料的透明度。
是否透明取决于粉体填料的折射率与塑料基体的折射率之间的差别。
通用塑料的折射率为1.5 5左右,而碳酸钙的折射率与基体塑料的折射率有一些差别,如方解石的两个折射率分别为1.658和1.486,使之填充塑料的透明性受到明显的影响。
几种非矿填料填充聚乙烯薄膜的透光性见表5。
表5 几种非矿填料对LDPE薄膜透光性的影响注:各种非矿填料的添加量都是10%。
和具有极强遮盖力的钛白粉、铅白(氧化铅)、锌白(氧化锌)(折射率分别为2.52、2.01和1.79)不同,碳酸钙的遮盖力很弱,因此白度再高的碳酸钙也不能作为颜料使用,但可以使填充塑料制品表面对光线的反射率降低,可以作为消光材料使用。
5)对燃烧性能的影响通常认为碳酸钙是不燃非金属矿物,在制作阻燃塑料时,加入碳酸钙会有利于阻燃。
事实上,碳酸钙的存在的确减少可燃物基体塑料的数量,甚至在碳酸钙填充量大时,填充塑料成为“低热值”材料,但更为不利的方面却是大量碳酸钙颗粒的存在等于分割了聚乙烯等基体塑料,加快了外来热传导到材料内部的速度,使其高分子材料迅速达到分解点和着火点,同时由于碳酸钙颗粒在高下不能形成基体塑料的保护层,不仅不能隔绝空气,而且还大大增加了基体塑料与空气的接触面积,更有利于基体塑料的充分燃烧。
实验表明,1 00g含有30%碳酸钙和1%焚烧热氧降解剂的PE薄膜完全燃烧所需时间仅为4秒,而同样重量纯PE薄膜完全燃烧所需时间为12秒。
6)对塑料制品成型尺寸变化率的影响塑料制品在成型后的冷却过程中会产生收缩,无论是挤出、压延还是注塑、吹塑成型都会存在这种现象,尤其是注塑成型制品如果对制品尺寸变化的规律掌握不好,就会出现翘曲、塌陷等现象,影响制品的外观。
例如,A BS树脂的成型收缩率仅为0.5%左右,依此设计制造的模具用于PP材料的注塑成型,由于纯PP材料的成型收缩率为1.5%~2.0%,大大高于ABS树脂,因此同样模具注塑出来的制品,由于材料不同,其外型有可能变化很大。
碳酸钙和其它非矿粉体材料加入会使填充塑料的成型尺寸变化率(收缩率)大大小于纯基体塑料。
例如,在聚丙烯塑料中加入30%~40%的碳酸钙或滑石粉,其注塑成型尺寸变化率可从纯PP的2.0%下降至1.0%以下。
这意味着如果用注塑ABS材料的模具换成注塑纯PP材料,需要重新设计和制造模具,而如果用碳酸钙40%的填充PP材料,仍然还可以使用原来的模具。