Calciumcarbonat ist ein weit verbreiteter Zusatzstoff für Gummi und Kunststoffe, der die Eigenschaften dieser Materialien verbessert. Dieses vielseitige Mineral erhöht die Festigkeit und Haltbarkeit von Gummi- und Kunststoffprodukten. Es ist ein kostengünstiger Füllstoff, der die Produktionskosten senkt. Darüber hinaus verbessert Calciumcarbonat die Materialeigenschaften und erleichtert das Formen. Seine Verwendung in Automobilteilen und Haushaltsartikeln unterstreicht seinen Wert in der Fertigung. Calciumcarbonat ist unverzichtbar. Es steigert die Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit von Gummi- und Kunststoffprodukten.
Geometrische Merkmale
Pulvermaterialien werden üblicherweise in Form von Partikeln als Füllstoffe verwendet. Die Partikel sind nicht sehr regelmäßig geformt. Bei Gummi- und Kunststoffpolymeren beeinflussen die Formen der Füllstoffpartikel die Eigenschaften des Füllsystems erheblich. Dazu gehören seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Daher sollte der Partikelform der Pulvermaterialien bei der Verwendung höchste Priorität eingeräumt werden.
Für flockige Partikel verwenden wir das Durchmesser-Dicken-Verhältnis. Es ist das Verhältnis der ebenen Größe (vertikal oder horizontal) zur Dicke der Partikel. Für faserige Partikel verwenden wir häufig das Längen-/Durchmesserverhältnis. Es ist das Verhältnis der Länge zum Durchmesser der Partikel. Calciumcarbonatpartikel sind meist tetraedrisch, sechseckig oder polygonal. Einige sind unregelmäßig quadratisch. Die Formen beeinflussen stark die Fließfähigkeit und die Eigenschaften von Gummi- und Kunststoffprodukten.
Partikelgrößen
Ein wichtiger Schritt in der Füll- und Modifizierungstechnologie ist die Verteilung der Pulverpartikel. Sie müssen gleichmäßig in die Gummi- und Kunststoffpolymermatrix eingemischt werden, wie Inseln in einem Meer. Dies wird als Inselstruktur bezeichnet. Kleinere Partikel verbessern die Eigenschaften eines Füllsystems, wenn sie gleichmäßig verteilt werden können. Kleinere Partikel erhöhen jedoch die Verarbeitungskosten und erschweren eine gleichmäßige Verteilung. Es ist sehr wichtig, die Größe und Verteilung der Pulverpartikel zu kennen. Wählen Sie sie entsprechend den tatsächlichen Anforderungen aus. Es gibt viele Möglichkeiten, die Größe und Verteilung von Pulverpartikeln zu beschreiben. Die Gummi- und Kunststoffpolymerindustrie verwendet die Maschenzahlmethode.
Es gibt keine einheitliche Benennungsmethode oder Regelung für diese Partikel. Die Partikelgröße entspricht der Maschenweite des Siebs, durch das die Partikel hindurchpassen. Die Maschenweite bezieht sich auf die größte dreidimensionale Größe der spezifizierten Pulverpartikel. Gummi- und Kunststoffprodukte benötigen Calciumpulver mit einer engen Partikelgrößenverteilung. Daher werden die minimalen und maximalen Partikelgrößen klassifiziert und anschließend Produkte innerhalb eines bestimmten Bereichs ausgewählt. Dies gewährleistet die Dispersion, Transparenz, mechanischen Eigenschaften und Ölabsorptionsfähigkeit der Produkte.
Spezifische Oberfläche
Verschiedene Füllstoffpartikel haben unterschiedliche Oberflächenrauigkeiten. Bei Partikeln mit gleichem Volumen hängt ihre Oberfläche von ihrer Form und Rauheit ab. Die Kugel hat die kleinste Oberfläche. Die spezifische Oberfläche ist die Oberfläche der Füllstoffe pro Masseneinheit. Sie bezieht sich auf die Affinität zwischen Füllstoff und Harz. Sie hängt auch von den Kosten und der Schwierigkeit der Füllstoffbehandlung ab.
Freie Oberflächenenergie
Die freie Oberflächenenergie von Füllstoffpartikeln beeinflusst deren Dispersion im Matrixharz. Bei konstanter Oberfläche erleichtert eine höhere freie Oberflächenenergie die Agglomeration und erschwert die Dispersion. Bei der Behandlung der Füllstoffoberfläche ist die Reduzierung ihrer freien Oberflächenenergie eines der Hauptziele.
Dichte von Calciumcarbonat für Gummi und Kunststoffe
Die Dichte des Füllstoffs hängt mit dem Stapelzustand der Füllstoffpartikel zusammen. Die Partikel aus leichtem Calciumcarbonat sind spindelförmig. Die Partikel aus schwerem Calciumcarbonat haben die Form von gebrochenen Steinen. Beim Stapeln entstehen Lücken zwischen den Partikeln. Das Volumen der ersteren ist erheblich größer als das der letzteren. Somit hat leichtes Calciumcarbonat eine geringere Dichte als schweres Calciumcarbonat. Das bedeutet jedoch nicht, dass leichtes Calciumcarbonat leicht und schweres Calciumcarbonat schwer ist. Ihre Einzelpartikeldichten unterscheiden sich nur geringfügig. Die erstere beträgt 2,4–2,7 g/cm³ und die letztere 2,7–2,9 g/cm³. Bei Gummi- und Kunststoffpolymerfüllungen ist die Füllstoffdichte von Bedeutung. Sie beeinflusst die Gesamtdichte des Füllsystems. Auch die Form der Füllstoffe in der Polymermatrix ist von Bedeutung. Sind sie agglomeriert? Existieren Lücken zwischen den Füllstoffen und den Polymermolekülen?
Ölabsorptionswert
Der Ölabsorptionswert ist die Menge an Dioctylester (DOP), die eine Füllstoff-Masseneinheit aufnehmen kann. Bei Gummi- und Kunststoffpolymerprodukten mit Weichmacher erhöht ein hoher Ölabsorptionswert des Füllstoffs den Weichmacherverbrauch. Der Ölabsorptionswert des Füllstoffs hängt von seiner Partikelgröße, Verteilung und Oberflächenstruktur ab. Leichtes Calciumcarbonat hat einen Ölabsorptionswert, der um ein Vielfaches höher ist als der von schwerem Calciumcarbonat. Um in Harzen die gleiche Weichmacherwirkung zu erzielen, verwenden Sie schweres Calciumcarbonat. Dadurch kann die benötigte Weichmachermenge reduziert werden. Schweres Calciumcarbonat erfordert normalerweise eine Ölabsorption von weniger als 65 ml/100 g.
Härte von Calciumcarbonat für Gummi und Kunststoffe
Der Härte Die Füllstoffpartikel haben eine doppelte Natur. Füllstoffe mit hoher Härte können die Verschleißfestigkeit von Gummi und Kunststoff verbessern. Sie können jedoch auch zu starkem Verschleiß der Verarbeitungsgeräte und Formen führen. Dies ist auf die Zugabe von Füllstoffen mit hoher Härte zurückzuführen. Wenn der Verschleiß stark ist und einen großen wirtschaftlichen Verlust verursacht, wird der Einsatz von Füllstoffen beeinträchtigt. Die Mohshärte ist ein relativer Vergleich der Kratzfestigkeit von Materialien. Die Mohshärte menschlicher Fingernägel beträgt 2, wodurch Talk zerkratzt werden kann, aber bei Kalzit ist es machtlos.
Natürlich verursachen Füllstoffe mit unterschiedlicher Härte einen unterschiedlichen Verschleiß der Verarbeitungsgeräte. Bei einer bestimmten Härte des Füllstoffs verschleißen größere Partikel die Metalloberfläche der Verarbeitungsgeräte stärker. Ab einer bestimmten Größe stabilisiert sich dies.
Die Intensität des Verschleißes hängt auch mit dem Härteunterschied zwischen den beiden Schleifmaterialien zusammen. Es wird allgemein angenommen, dass ein geringer Verschleiß vorliegt, wenn die Metallfestigkeit 1,25-mal höher ist als die Härte des Schleifmittels. Wenn die Metallfestigkeit 0,8-1,25-mal höher ist als die Härte des Schleifmittels, handelt es sich um mittleren Verschleiß. Wenn die Metallfestigkeit 0,8-mal niedriger ist als die Härte des Schleifmittels, handelt es sich um hohen Verschleiß. Beispielsweise wird 38CrMoAl-Legierungsstahl für den Zylinder und die Schnecke von Gummi- und Kunststoffpolymerextrudern verwendet. Nach dem Nitrieren beträgt seine Vickershärte 800-900. Schweres Kalzium beträgt etwa 140. Die Verwendung eines Extruders für Gummi und Kunststoff mit Kalziumkarbonat verursacht etwas Verschleiß.
Aber es ist nicht sehr auffällig, zumindest erträglich. Die Vickershärte von Flugasche-Glasperlen und Quarzsand liegt jedoch über 1000. Gummi und Kunststoffpolymere würden bei nitriertem Stahl starken Verschleiß verursachen. Nach der Verarbeitung von Dutzenden Tonnen Material wäre die Nitridschicht der Schraube verschwunden. Sie ist etwa 0,4 mm dick. Durch Nitrieren kann die Vickershärte von 45er Stahl auf etwa 2000 erhöht werden. Eine Schraube, die mit denselben Glasperlen oder Quarzsand gefüllt ist, erleidet nur geringen Verschleiß. Dies entspricht dem Verschleiß durch starkes Kalziumkarbonat auf nitriertem Stahl.
Weiße von Calciumcarbonat für Gummi und Kunststoffe
Der Weißgrad des Füllstoffs ist entscheidend. Er beeinflusst die Farbe und das Aussehen der gefüllten Gummi- und Kunststoffprodukte. Im Allgemeinen bedeutet ein höherer Weißgrad weniger Einfluss auf die Farbe des gefüllten Gummis und Kunststoffs. Er beeinflusst nur die Helligkeit der Farbe. Es gibt derzeit keinen vollständig transparenten Füllstoff. Daher sind die gefüllten Gummi- und Kunststoffpolymere oft undurchsichtig. Wenn der Füllstoff nicht weiß oder andersfarbig ist, können nur schwarze oder dunkle Gummi- und Kunststoffpolymerprodukte hergestellt werden.
Brechungsindex
Gummi- und Kunststoffpolymere haben sehr unterschiedliche Lichtbrechungsindizes. Der Brechungsindex von allgemeinem Gummi- und Kunststoffpolymer liegt bei etwa 1,50 – 1,60. Wenn der Pulverfüllstoff einen ähnlichen Brechungsindex wie die Gummi- oder Kunststoffmatrix hat, führt er zu einer geringen Lichtabschirmung, wenn er dem Basisgummi und -kunststoff hinzugefügt wird. Andernfalls haben gefüllte Gummi- und Kunststoffpolymere eine starke Lichtabschirmwirkung. Die meisten Mineralien haben mehr als einen Brechungsindex.
Salz ist beispielsweise ein typischer kubischer Kristall. Glas ist eine typische isotrope, nicht kristalline, amorphe Substanz. Kristalle wie Kalzit und Quarz haben zwei gleich große Nebenachsen. Sie stehen senkrecht auf der dritten (Haupt-)Achse. Wenn sich Licht entlang der Längsachse ausbreitet, ändert sich seine Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht. Wenn sich Licht jedoch in andere Richtungen bewegt, teilt es sich in zwei Strahlen auf. Sie haben unterschiedliche Geschwindigkeiten, sodass es zwei Brechungsindizes gibt. Die beiden Brechungsindizes von Kalzit sind 1,658 und 1,486, und die beiden Brechungsindizes von Quarz sind 1,553 und 1,554.
Absorption und Reflexion von Licht
Ultraviolettes Licht kann Polymermakromoleküle abbauen. Der Wellenlängenbereich von ultraviolettem Licht liegt zwischen 0,01 und 0,4 µm. Ruß und Graphit absorbieren Licht in diesem Wellenlängenbereich. Daher können sie als Füllstoffe das gefüllte Polymer vor UV-Abbau schützen. Einige Substanzen absorbieren ultraviolettes Licht und wandeln kurzwelliges UV-Licht durch Reemission in langwelliges sichtbares Licht um. Als Füllstoff können sie UV-Strahlen blockieren und sichtbares Licht verstärken. Infrarotstrahlung sind Lichtwellen mit einer Wellenlänge von 0,7 µm oder mehr. Manche Füllstoffe können Lichtwellen in diesem Wellenlängenbereich absorbieren oder reflektieren. Füllstoffe in Gewächshausfolien, wie Glimmer und Kaolin, reduzieren die Infrarotdurchlässigkeit. Zu diesen Füllstoffen gehört auch Talkumpuder. Dies verbessert die Wärmedämmung der Folien erheblich.
Elektrische Eigenschaften
Metalle sind ausgezeichnete elektrische Leiter. Die Verwendung von Metallpulver als Füllstoff kann daher die elektrischen Eigenschaften von gefülltem Gummi und Kunststoff beeinflussen. Wenn die Füllmenge gering ist und das Harz jedes Metallteilchen umhüllt, ändern sich die elektrischen Eigenschaften nicht plötzlich. Der gefüllte Gummi und Kunststoff ändern sich nur, wenn der Füllstoff mit seinen Metallteilchen in Kontakt kommt. Dadurch wird der Volumenwiderstand erheblich verringert. Mineralische Füllstoffe sind allesamt elektrische Isolatoren.
Sie sollten die elektrischen Eigenschaften von Gummi- und Kunststoffpolymeren nicht beeinträchtigen. Die Umgebung führt dazu, dass sich eine Schicht Wassermoleküle auf den Füllstoffpartikeln kondensiert. Die Oberflächeneigenschaften des Füllstoffs beeinflussen die Bindung der Wassermoleküle an ihn. Form und Stärke der Bindung variieren mit den Oberflächeneigenschaften. Daher können die elektrischen Eigenschaften der Füllstoffe im Harz von denen der Füllstoffe allein abweichen. Außerdem können Füllstoffe beim Zerkleinern und Mahlen statische Elektrizität aufbauen. Dies ist auf das Aufbrechen von Valenzbindungen zurückzuführen. Insbesondere bei der Herstellung ultrafeiner Füllstoffe bilden sich adsorbierte Aggregate.
Feuchtigkeit von Calciumcarbonat für Gummi und Kunststoffe
Calciumcarbonat nimmt nicht leicht Wasser auf. Es hat kein Struktur- oder Kristallwasser. Bei der üblichen Erzverarbeitung sind die Pulverpartikel jedoch sehr klein. Sie nehmen leicht Feuchtigkeit auf. Gummi und Kunststoffpolymer haben einen sehr geringen Feuchtigkeitsbedarf. Der Standardwert liegt bei 0,5% oder weniger. In der Praxis muss der Feuchtigkeitsgehalt ≤ 0,3% sein. Je niedriger der Wassergehalt, desto weniger beeinträchtigt er Gummi- und Kunststoffpolymerprodukte.
Eigenschaften verschiedener Calciumcarbonat-Mahlmühlen
Kugelmahl- und Klassifizierungsproduktionslinie zur Herstellung von Calciumcarbonatpulver
Kugelmühlen werden häufig mit Sichtern zu einer kompletten Produktionslinie kombiniert. Sie produzieren hauptsächlich D97- und 5 bis 45 µm-gemahlenes Calciumcarbonatpulver sowie ultrafeines Pulver. Die Leistung variiert je nach Kugelmühlenmodell. Im Allgemeinen liegt die Jahresleistung einer Kugelmühle zwischen 10.000 und 200.000 Tonnen.
Seine fortschrittliche Technologie und die hohe Qualität seiner Produkte werden von Nutzern der mittleren und oberen Preisklasse hoch gelobt. Sein stabiler Betrieb trägt zu seinem guten Ruf bei.
Mikro-Pulverwalzenmühle zur Herstellung von Calciumcarbonat-Pulver
Wie der Name schon sagt, zerkleinert die Mikropulver-Walzenmühle Materialien. Dies geschieht durch Walzen und Mahlen mit ihren mehrlagigen Ringwalzen. Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von ultrafeinem Pulver mit einer Partikelgröße von 8–45 µm eingesetzt.
Unsere gängigen Mikropulver-Walzenmühlenmodelle haben 21 Walzen, 28 Walzen und 34 Walzen. Je mehr Mahlwalzen vorhanden sind, desto höher ist die Leistung.
