ข้อกำหนดของยางและพลาสติกโพลีเมอร์สำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตคืออะไร?

แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นสารเติมแต่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยางและพลาสติก ซึ่งช่วยเพิ่มคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้ แร่ธาตุอเนกประสงค์นี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานของผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติก เป็นสารเติมแต่งราคาถูกที่ช่วยลดต้นทุนการผลิต นอกจากนี้ แคลเซียมคาร์บอเนตยังช่วยปรับปรุงวัสดุเหล่านี้ ทำให้ขึ้นรูปและดัดแปลงได้ง่ายขึ้น การใช้งานในชิ้นส่วนยานยนต์และเครื่องใช้ในครัวเรือนแสดงให้เห็นถึงคุณค่าของมันในอุตสาหกรรมการผลิต แคลเซียมคาร์บอเนตมีความสำคัญอย่างยิ่ง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความยั่งยืนของผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติก.

ลักษณะทางเรขาคณิต

วัสดุผงมักใช้เป็นตัวเติมในรูปของอนุภาค อนุภาคเหล่านี้ไม่ได้มีรูปร่างที่สม่ำเสมอมากนัก สำหรับโพลิเมอร์ยางและพลาสติก รูปร่างของอนุภาคตัวเติมจะส่งผลอย่างมากต่อคุณสมบัติของระบบการเติม ซึ่งรวมถึงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลด้วย ดังนั้น รูปร่างของอนุภาคของวัสดุผงจึงควรได้รับความสำคัญสูงสุดในการใช้งาน

สำหรับอนุภาคที่มีลักษณะเป็นแผ่น เราใช้อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความหนา ซึ่งเป็นอัตราส่วนของขนาดระนาบ (แนวตั้งหรือแนวนอน) ต่อความหนาของอนุภาค สำหรับอนุภาคที่มีเส้นใย เรามักใช้อัตราส่วนด้านกว้างยาว ซึ่งเป็นอัตราส่วนของความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาค อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตส่วนใหญ่เป็นทรงสี่หน้า หกเหลี่ยม หรือหลายเหลี่ยม บางส่วนเป็นทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ไม่สม่ำเสมอ รูปร่างเหล่านี้มีผลอย่างมากต่อความลื่นไหลและคุณสมบัติของยางและผลิตภัณฑ์พลาสติก

ขนาดอนุภาค

ขั้นตอนสำคัญในการบรรจุและปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีคือการกระจายอนุภาคผง อนุภาคเหล่านี้จะต้องผสมกันอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์โพลิเมอร์ยางและพลาสติก เช่นเดียวกับเกาะในทะเล โครงสร้างนี้เรียกว่าโครงสร้างเกาะ อนุภาคขนาดเล็กจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของระบบการบรรจุได้หากสามารถกระจายได้อย่างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม อนุภาคขนาดเล็กจะเพิ่มต้นทุนการประมวลผลและทำให้การกระจายสม่ำเสมอทำได้ยากขึ้น การทราบขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคผงเป็นสิ่งสำคัญมาก เลือกอนุภาคผงตามความต้องการที่แท้จริง ปัจจุบันมีหลายวิธีในการอธิบายขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคผง อุตสาหกรรมโพลิเมอร์ยางและพลาสติกใช้การคำนวณแบบเมชนัมเบอร์

ไม่มีวิธีการตั้งชื่อหรือข้อกำหนดที่เป็นเอกภาพสำหรับผงแคลเซียม กล่าวคือ ขนาดอนุภาคจะวัดจากหมายเลขตะแกรงที่อนุภาคสามารถผ่านได้ หมายเลขตะแกรงตามวิธีนี้หมายถึงขนาดสามมิติที่ใหญ่ที่สุดของอนุภาคผงที่กำหนด ผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติกต้องการผงแคลเซียมที่มีช่วงขนาดอนุภาคแคบ จึงควรจำแนกขนาดอนุภาคต่ำสุดและสูงสุด จากนั้นจึงรวบรวมผลิตภัณฑ์ที่อยู่ในช่วงที่กำหนด วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระจายตัว ความโปร่งใส คุณสมบัติทางกล และอัตราการดูดซับน้ำมันของผลิตภัณฑ์.

พื้นที่ผิวจำเพาะ

อนุภาคตัวเติมแต่ละชนิดจะมีความหยาบผิวแตกต่างกัน สำหรับอนุภาคที่มีปริมาตรเท่ากัน พื้นที่ผิวจะขึ้นอยู่กับรูปร่างและความหยาบของอนุภาค ทรงกลมจะมีพื้นที่ผิวน้อยที่สุด พื้นที่ผิวจำเพาะคือพื้นที่ผิวของตัวเติมต่อหน่วยมวล ซึ่งสัมพันธ์กับความสัมพันธ์ระหว่างตัวเติมและเรซิน นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับต้นทุนและความยากของการบำบัดด้วยตัวเติมอีกด้วย

พลังงานอิสระจากพื้นผิว

พลังงานอิสระบนพื้นผิวของอนุภาคตัวเติมส่งผลต่อการกระจายตัวในเรซินเมทริกซ์ เมื่อพื้นผิวมีพื้นผิวคงที่ พลังงานอิสระบนพื้นผิวที่สูงขึ้นจะทำให้การรวมตัวเป็นก้อนง่ายขึ้นและการกระจายตัวยากขึ้น เมื่อทำการบำบัดพื้นผิวตัวเติม การลดพลังงานอิสระบนพื้นผิวเป็นหนึ่งในเป้าหมายหลัก

ความหนาแน่น แคลเซียมคาร์บอเนตสำหรับยางและพลาสติก

ความหนาแน่นของสารตัวเติมนั้นสัมพันธ์กับสถานะการเรียงซ้อนของอนุภาคตัวเติม อนุภาคของแคลเซียมคาร์บอเนตเบาจะมีรูปร่างคล้ายแกนหมุน อนุภาคของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะมีรูปร่างคล้ายหินแตก เมื่อเรียงซ้อนกันจะมีช่องว่างระหว่างอนุภาค ปริมาตรของแคลเซียมคาร์บอเนตเบาจะมีขนาดใหญ่กว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้น แคลเซียมคาร์บอเนตเบาจึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก แต่ไม่ได้หมายความว่าแคลเซียมคาร์บอเนตเบาจะมีน้ำหนักเบาและแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะมีน้ำหนักเบา ความหนาแน่นของอนุภาคเดี่ยวของแคลเซียมคาร์บอเนตเบาจะแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย แคลเซียมคาร์บอเนตเบาอยู่ที่ 2.4-2.7 g/cm³ และแคลเซียมคาร์บอเนตหนักอยู่ที่ 2.7-2.9 g/cm³ ในวัสดุอุดยางและพลาสติกโพลีเมอร์ ความหนาแน่นของสารตัวเติมมีความสำคัญ โดยมีผลต่อความหนาแน่นโดยรวมของระบบการอุด นอกจากนี้ รูปแบบของสารตัวเติมในเมทริกซ์โพลีเมอร์ก็มีความสำคัญเช่นกัน พวกมันรวมตัวกันหรือไม่ มีช่องว่างระหว่างสารตัวเติมและโมเลกุลโพลีเมอร์หรือไม่

ค่าการดูดซึมน้ำมัน

ค่าการดูดซับน้ำมันคือปริมาณของไดอ็อกทิลเอสเทอร์ (DOP) ที่สารตัวเติมหนึ่งหน่วยมวลสามารถดูดซับได้ ในผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติกโพลิเมอร์ที่มีสารพลาสติไซเซอร์ ค่าการดูดซับน้ำมันของสารตัวเติมที่สูงจะเพิ่มการใช้สารพลาสติไซเซอร์ ค่าการดูดซับน้ำมันของสารตัวเติมสัมพันธ์กับขนาดอนุภาค การกระจาย และโครงสร้างพื้นผิว แคลเซียมคาร์บอเนตเบามีค่าการดูดซับน้ำมันมากกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักหลายเท่า เพื่อให้ได้ผลการพลาสติไซเซอร์ที่เท่ากันในเรซิน ให้ใช้แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ซึ่งจะช่วยลดปริมาณสารพลาสติไซเซอร์ที่จำเป็นได้ โดยปกติแล้วแคลเซียมคาร์บอเนตหนักต้องการการดูดซับน้ำมันน้อยกว่า 65 มล./100 กรัม

ความแข็ง แคลเซียมคาร์บอเนตสำหรับยางและพลาสติก

ที่ ความแข็ง อนุภาคฟิลเลอร์มีธรรมชาติสองประการ ฟิลเลอร์ที่มีความแข็งสูงสามารถปรับปรุงความทนทานต่อการสึกหรอของยางและพลาสติกได้ แต่ก็สามารถทำให้เครื่องจักรแปรรูปและแม่พิมพ์สึกหรอได้อย่างรุนแรง ซึ่งเกิดจากการเติมฟิลเลอร์ที่มีความแข็งสูง หากสึกหรออย่างรุนแรง ส่งผลให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจจำนวนมาก การใช้ฟิลเลอร์จะได้รับผลกระทบ ความแข็งโมห์สเป็นการเปรียบเทียบความสามารถในการขีดข่วนระหว่างวัสดุต่างๆ ความแข็งโมห์สของเล็บมนุษย์คือ 2 ซึ่งสามารถขีดข่วนทัลค์ได้ แต่ไม่สามารถขีดข่วนแคลไซต์ได้
แน่นอนว่าฟิลเลอร์ที่มีความแข็งต่างกันจะทำให้เครื่องมือแปรรูปสึกหรอต่างกัน สำหรับฟิลเลอร์ที่มีความแข็งเท่ากัน อนุภาคขนาดใหญ่จะสึกกร่อนพื้นผิวโลหะของเครื่องมือแปรรูปมากกว่า เมื่อฟิลเลอร์มีขนาดถึงระดับหนึ่ง ฟิลเลอร์ก็จะคงตัว

นอกจากนี้ ความเข้มข้นของการสึกหรอยังสัมพันธ์กับความแตกต่างของความแข็งระหว่างวัสดุบดทั้งสอง โดยทั่วไปเชื่อกันว่าเมื่อความแข็งแรงของโลหะสูงกว่าความแข็งของสารกัดกร่อน 1.25 เท่า จะถือว่ามีการสึกหรอต่ำ เมื่อความแข็งแรงของโลหะสูงกว่าความแข็งของสารกัดกร่อน 0.8-1.25 เท่า จะถือว่ามีการสึกหรอปานกลาง เมื่อความแข็งแรงของโลหะต่ำกว่าความแข็งของสารกัดกร่อน 0.8 เท่า จะถือว่ามีการสึกหรอสูง ตัวอย่างเช่น โลหะผสมเหล็ก 38CrMoAl เป็นโลหะที่ใช้สำหรับกระบอกและสกรูของเครื่องอัดรีดยางและพลาสติกโพลีเมอร์ หลังจากไนไตรด์แล้ว ความแข็งวิกเกอร์สจะอยู่ที่ 800-900 แคลเซียมหนักอยู่ที่ประมาณ 140 การใช้เครื่องอัดรีดกับยางและพลาสติกที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตทำให้เกิดการสึกหรอในระดับหนึ่ง

แต่ก็ไม่ได้สังเกตเห็นได้ชัดนัก อย่างน้อยก็ทนได้ อย่างไรก็ตาม ความแข็งแบบวิกเกอร์สของลูกปัดแก้วเถ้าลอยและทรายควอทซ์มีค่าสูงกว่า 1,000 พอลิเมอร์ยางและพลาสติกจะทำให้เหล็กไนไตรด์สึกหรออย่างรุนแรง หลังจากแปรรูปวัสดุหลายสิบตัน ชั้นไนไตรด์ของสกรูก็จะหายไป ชั้นนี้หนาประมาณ 0.4 มม. การทำไนไตรดิ้งสามารถเพิ่มความแข็งแบบวิกเกอร์สของเหล็ก 45 เป็นประมาณ 2,000 สกรูที่บรรจุลูกปัดแก้วหรือทรายควอทซ์เหมือนกันจะสึกหรอเพียงเล็กน้อย ซึ่งเทียบเท่ากับการสึกหรอจากแคลเซียมคาร์บอเนตหนักบนเหล็กไนไตรดิ้ง

ความขาว แคลเซียมคาร์บอเนตสำหรับยางและพลาสติก

ความขาวของสารตัวเติมมีความสำคัญมาก โดยจะส่งผลต่อสีและลักษณะของผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติกที่เติมสารตัวเติม โดยทั่วไป ความขาวที่มากขึ้นจะส่งผลต่อสีของยางและพลาสติกที่เติมสารตัวเติมน้อยลง โดยจะส่งผลต่อความสว่างของสีเท่านั้น ปัจจุบันไม่มีสารตัวเติมที่โปร่งใสอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น ยางและพลาสติกโพลีเมอร์ที่เติมสารตัวเติมจึงมักจะทึบแสง หากสารตัวเติมไม่ใช่สีขาวหรือมีสีอื่นๆ จะสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติกโพลีเมอร์ที่มีสีดำหรือสีเข้มได้เท่านั้น

ดัชนีการหักเหของแสง

พอลิเมอร์ยางและพลาสติกมีดัชนีหักเหแสงที่แตกต่างกันมาก ดัชนีหักเหของยางและพลาสติกทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 1.50 – 1.60 หากตัวเติมผงมีดัชนีหักเหแสงใกล้เคียงกับเมทริกซ์ยางหรือพลาสติก ก็จะทำให้เกิดการป้องกันแสงต่ำเมื่อเติมลงในยางพื้นฐานและพลาสติก มิฉะนั้น ยางและพอลิเมอร์พลาสติกที่เติมแล้วจะมีผลในการป้องกันแสงที่แข็งแกร่ง สำหรับแร่ธาตุส่วนใหญ่ ดัชนีหักเหแสงจะมีมากกว่าหนึ่งดัชนี

ตัวอย่างเช่น เกลือเป็นผลึกลูกบาศก์ทั่วไป แก้วเป็นสารอสัณฐานที่ไม่ใช่ผลึกและมีลักษณะเป็นไอโซทรอปิก ผลึกเช่นแคลไซต์และควอตซ์มีแกนรองเท่ากันสองแกน แกนเหล่านี้ตั้งฉากกับแกนที่สาม (แกนหลัก) เมื่อแสงเดินทางตามแกนยาว ความเร็วของการเคลื่อนที่จะไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม เมื่อแสงเดินทางในทิศทางอื่น แสงจะแยกออกเป็นสองลำ ทั้งสองลำมีความเร็วต่างกัน ดังนั้นจึงมีดัชนีหักเหแสงสองค่า ดัชนีหักเหแสงสองค่าของแคลไซต์คือ 1.658 และ 1.486 และดัชนีหักเหแสงสองค่าของควอตซ์คือ 1.553 และ 1.554

การดูดกลืนและการสะท้อนแสง

แสงอัลตราไวโอเลตสามารถทำลายโมเลกุลขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์ได้ ช่วงความยาวคลื่นของแสงอัลตราไวโอเลตคือ 0.01～0.4 ไมโครเมตร ผงคาร์บอนแบล็กและกราไฟต์สามารถดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นนี้ได้ ดังนั้น ในฐานะสารเติมแต่ง พวกมันสามารถปกป้องพอลิเมอร์ที่เติมลงไปจากการเสื่อมสภาพจากรังสียูวีได้ สารบางชนิดสามารถดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตได้ นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนแสงยูวีที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าให้เป็นแสงที่มองเห็นได้ที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าโดยการปล่อยแสงออกมาใหม่ ในฐานะสารเติมแต่ง สารเหล่านี้สามารถปิดกั้นรังสียูวีและเพิ่มแสงที่มองเห็นได้ รังสีอินฟราเรดเป็นคลื่นแสงที่มีความยาวคลื่น 0.7 ไมโครเมตรขึ้นไป สารเติมแต่งบางชนิดสามารถดูดซับหรือสะท้อนคลื่นแสงในช่วงความยาวคลื่นนี้ได้ วัสดุเติมแต่งในฟิล์มเรือนกระจก เช่น ไมกาและเคโอไลน์ สามารถลดการส่งผ่านรังสีอินฟราเรดได้ สารเติมแต่งเหล่านี้รวมถึงผงทัลคัม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงฉนวนกันความร้อนของฟิล์มได้อย่างมาก.

คุณสมบัติทางไฟฟ้า

โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ดังนั้นการใช้ผงโลหะเป็นสารตัวเติมอาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าของยางและพลาสติกที่เติมสารตัวเติม หากปริมาณสารตัวเติมมีน้อยและเรซินห่อหุ้มอนุภาคโลหะแต่ละอนุภาค คุณสมบัติทางไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน ยางและพลาสติกที่เติมสารตัวเติมจะเปลี่ยนแปลงก็ต่อเมื่อสารตัวเติมสัมผัสกับอนุภาคโลหะ ซึ่งจะลดความต้านทานของปริมาตรลงอย่างมาก สารตัวเติมแร่ธาตุทั้งหมดเป็นฉนวนไฟฟ้า

ไม่ควรส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าของยางและพอลิเมอร์พลาสติก สภาพแวดล้อมจะทำให้ชั้นของโมเลกุลน้ำควบแน่นบนอนุภาคของสารตัวเติม คุณสมบัติพื้นผิวของสารตัวเติมส่งผลต่อพันธะระหว่างโมเลกุลน้ำกับสารตัวเติม รูปแบบและความแข็งแรงของพันธะจะแตกต่างกันไปตามคุณสมบัติพื้นผิว ดังนั้น คุณสมบัติทางไฟฟ้าของสารตัวเติมในเรซินอาจแตกต่างจากสารตัวเติมเพียงอย่างเดียว นอกจากนี้ ในระหว่างการบดและการบด สารตัวเติมอาจสร้างไฟฟ้าสถิตย์ได้ ซึ่งเกิดจากการแตกของพันธะวาเลนซ์ มวลรวมที่ดูดซับจะก่อตัวขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผลิตสารตัวเติมที่มีความละเอียดมาก

ความชื้น แคลเซียมคาร์บอเนตสำหรับยางและพลาสติก

แคลเซียมคาร์บอเนตไม่ดูดซับน้ำได้ง่าย ไม่มีโครงสร้างหรือน้ำที่เป็นผลึก อย่างไรก็ตาม ในงานแร่ทั่วไป อนุภาคผงจะมีขนาดเล็กมาก พวกมันจะดูดซับความชื้นได้ง่าย ยางและพลาสติกโพลีเมอร์มีความต้องการความชื้นต่ำมาก มาตรฐานคือ 0.5% หรือต่ำกว่า ในทางปฏิบัติ ปริมาณความชื้นจะต้อง ≤ 0.3% ยิ่งปริมาณน้ำต่ำ ผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์ยางและพลาสติกโพลีเมอร์ก็จะยิ่งน้อยลง

ลักษณะเฉพาะของเครื่องบดแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดต่างๆ

สายการผลิตเครื่องบดบอลและการจำแนกประเภทสำหรับการผลิตผงแคลเซียมคาร์บอเนต

เครื่องบดลูกบอลมักใช้ร่วมกับเครื่องคัดแยกเพื่อสร้างสายการผลิตที่สมบูรณ์ โดยส่วนใหญ่จะผลิตผงแคลเซียมคาร์บอเนตบดละเอียดขนาด D97, 5 ถึง 45 ไมโครเมตร และผงละเอียดพิเศษ กำลังการผลิตจะแตกต่างกันไปตามรุ่นของเครื่องบดลูกบอล โดยทั่วไปแล้ว กำลังการผลิตต่อปีของเครื่องบดลูกบอลจะอยู่ระหว่าง 10,000 ถึง 200,000 ตัน.

เทคโนโลยีขั้นสูงและผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงได้รับคำชมจากผู้ใช้ระดับกลางถึงระดับสูง การทำงานที่เสถียรช่วยเพิ่มชื่อเสียงให้กับผลิตภัณฑ์

เครื่องบดลูกกลิ้งผงขนาดเล็กสำหรับผลิตผงแคลเซียมคาร์บอเนต

ตามชื่อที่บ่งบอก เครื่องบดลูกกลิ้งผงละเอียดจะบดวัสดุให้ละเอียด โดยการกลิ้งและบดด้วยลูกกลิ้งวงแหวนหลายชั้น ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตผงละเอียดพิเศษขนาด 8-45 ไมโครเมตร.

เครื่องบดผงไมโครโรลเลอร์แบบทั่วไปของเรามีลูกกลิ้ง 21 ลูก ลูกกลิ้ง 28 ลูก และลูกกลิ้ง 34 ลูก ยิ่งจำนวนลูกกลิ้งบดมากเท่าไร ผลผลิตก็จะมากขึ้นเท่านั้น