Ácido esteárico Carbonato de cálcio modificado de superfície é amplamente utilizado em várias indústrias, especialmente plásticos, borracha, revestimentos e adesivos. Sua principal função é aumentar a dispersão e a compatibilidade de carbonato de cálcio em materiais compósitos, melhorando assim o desempenho. A molécula de ácido esteárico possui segmentos hidrofílicos e hidrofóbicos. O grupo hidrofílico interage física e quimicamente com a superfície do carbonato de cálcio. Por meio da adsorção e revestimento, reduz efetivamente as interações entre partículas, resultando em uma dispersão mais uniforme em matrizes poliméricas. Superfície de ácido esteárico carbonato de cálcio modificado pode ser processado por via seca ou úmida. O método úmido normalmente requer o uso de sais de ácido esteárico, como estearato de sódio. Ambos os métodos têm suas vantagens e desvantagens, tornando-os adequados para diferentes necessidades de produção e características do produto.
Ácido Esteárico Seco Carbonato de cálcio modificado de superfície
O processo geralmente envolve a secagem de carbonato de cálcio para remover a umidade (se a umidade for inferior a 1%, a secagem não é necessária). O ácido esteárico é então adicionado à máquina de modificação de superfície para o revestimento. A vantagem desse processo é sua simplicidade, facilidade de operação e capacidade de atingir rapidamente a produção em larga escala. Requer especificações de equipamento relativamente baixas e funciona bem em cenários com altas demandas de eficiência de produção, mas com menor precisão de modificação.
Em equipamentos de modificação contínua de superfície de pó, os materiais e o ácido esteárico são alimentados continuamente juntos. O ácido esteárico é adicionado como pó sólido, tipicamente 0,8%-1,2% do peso do carbonato de cálcio, dependendo da tamanho da partícula ou área de superfície. Na produção contínua, a dosagem precisa e a entrega estável do material são essenciais para efeitos de modificação consistentes. Sistemas avançados de automação garantem o controle preciso do fluxo de material e da adição de modificadores, garantindo a qualidade estável do produto.
Em misturadores de alta velocidadeEm misturadores de pás horizontais e outros misturadores com temperatura controlada, o revestimento de superfície é normalmente realizado em operação em lote. Os materiais pré-medidos e o ácido esteárico são adicionados e misturados por 15 a 60 minutos antes do envase. O uso de ácido esteárico é tipicamente de 0,8% a 1,5% em peso de carbonato de cálcio, com temperatura de reação em torno de 100 °C. Essa operação em lote é mais lenta, porém mais flexível, adequada para produção em pequenos lotes e multivariados. Em empresas que personalizam produtos para as necessidades específicas dos clientes, a modificação a seco em lote desempenha um papel crucial.
Para melhorar a dispersão do ácido esteárico, ele pode ser diluído com um solvente (por exemplo, etanol anidro) antes da modificação. Aditivos como dispersantes podem reduzir a aglomeração e melhorar a uniformidade do revestimento. Agentes de acoplamento podem melhorar a ligação da interface entre o carbonato de cálcio e as matrizes poliméricas, melhorando significativamente o desempenho do material compósito.
Carbonato de cálcio modificado de superfície úmida de ácido esteárico
A modificação úmida envolve o tratamento de superfície do carbonato de cálcio em uma solução aquosa. O processo geralmente começa com a saponificação do ácido esteárico e, em seguida, sua adição à pasta de carbonato de cálcio. Após um determinado tempo de reação, são realizadas a filtração e a secagem. A dispersão do carbonato de cálcio na fase líquida é mais fácil do que na fase gasosa.
Além disso, dispersantes podem ser adicionados para melhorar o efeito de dispersão, garantindo uma interação mais uniforme entre as partículas de carbonato de cálcio e as moléculas modificadoras de superfície. Quando as partículas de carbonato de cálcio adsorvem sais de ácido esteárico, a energia de superfície é reduzida. Mesmo após a filtração e a secagem, formam-se partículas secundárias com aglomeração mais fraca, que podem ser facilmente redispersas com menor força de cisalhamento.
O equipamento de modificação úmida é geralmente simples, consistindo de recipientes com agitadores e misturadores estáticos. A agitação forte melhora a eficiência de ativação e reduz o tempo de reação, mas requer um desempenho de equipamento superior.
Embora a modificação da superfície úmida possa ser realizada à temperatura ambiente, são necessários tempos de reação mais longos. Portanto, geralmente se aplica aquecimento, com temperaturas de modificação em torno de 50-100 °C.
A modificação da superfície úmida é comumente usada para carbonato de cálcio leve e carbonato de cálcio pesado ultrafino produzido por moagem úmida.
Conclusão
O ácido esteárico é um modificador de superfície versátil e econômico para carbonato de cálcio. Os métodos de modificação a seco e a úmido apresentam vantagens únicas e são escolhidos com base nas necessidades específicas de produção. A modificação a seco oferece simplicidade e rapidez, enquanto a modificação a úmido garante melhor dispersão e interação uniforme com as partículas de carbonato de cálcio. Ao selecionar cuidadosamente o método de modificação apropriado, os fabricantes podem otimizar o desempenho do carbonato de cálcio em diversas aplicações, aprimorando a qualidade dos produtos finais.
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