Kalsium karbonat merupakan bahan baku kimia yang penting dan banyak digunakan. Kalsium karbonat banyak digunakan sebagai bahan penguat dan pengisi dalam industri seperti karet, pembuatan kertas, tinta, pelapis, plastik, makanan, dan kosmetik. Berdasarkan metode produksinya, kalsium karbonat dapat dibagi menjadi kalsium karbonat ringan, kalsium karbonat berat, dan kalsium karbonat nano. Modifikasi kalsium karbonat sangat penting untuk meningkatkan kinerjanya dan menyesuaikannya dengan berbagai aplikasi industri.
Kalsium karbonat ringan, yang juga dikenal sebagai kalsium karbonat yang diendapkan, dibuat menggunakan metode pemrosesan kimia. Kalsium karbonat berat, yang juga dikenal sebagai kalsium karbonat yang digiling, diproduksi dengan menghancurkan batu kapur, kalsit, dan kapur alami secara mekanis. Terdapat perbedaan dalam ukuran partikel dan karakteristik permukaan antara kalsium karbonat berat dan ringan, yang menyebabkan variasi kinerja. Nano-kalsium karbonat mengacu pada produk kalsium karbonat dengan ukuran partikel mulai dari 1 hingga 100 nm, termasuk produk ultrafine dan super-ultrafine.
Mengapa modifikasi diperlukan?
Modifikasi permukaan sangat penting untuk meningkatkan kinerja aplikasi kalsium karbonat, meningkatkan penerapan, dan memperluas penggunaan pasar. Di masa mendatang, fungsionalisasi dan spesialisasi akan menjadi tren utama dalam pengembangan kalsium karbonat. Modifikasi dapat mengurangi nilai penyerapan minyak kalsium karbonat dan meningkatkan dispersibilitasnya untuk mencegah agregasi. Modifikasi juga meningkatkan kompatibilitas kalsium karbonat dengan matriks organik dan meningkatkan nilai produk. Hal ini bermanfaat untuk memperluas pasar aplikasi kelas atas. Permintaan untuk berbagai produk kalsium karbonat khusus yang dimodifikasi permukaan akan terus tumbuh.
Ringkasan metode modifikasi
Metode modifikasi kalsium karbonat berat
Modifikasi Pelapisan Fisik：
Modifikasi pelapisan fisik melibatkan pencampuran pengubah dengan kalsium karbonat berat dalam rasio tertentu. Di bawah aksi gaya dispersi, pengubah diserap ke permukaan kalsium karbonat berat melalui gaya fisik, seperti gaya van der Waals atau tarikan elektrostatik. Proses ini membentuk lapisan tunggal, lapisan ganda, atau lapisan ganda pada permukaan.
Modifikasi Kimia Permukaan：
Modifikasi kimia permukaan mengacu pada proses di mana pengubah bereaksi secara kimia atau teradsorpsi secara kimia ke situs aktif pada permukaan partikel kalsium karbonat berat. Kelompok fungsional dalam molekul pengubah berinteraksi dengan permukaan kalsium karbonat. Hal ini mengakibatkan pengubah melapisi permukaan kalsium karbonat berat, meningkatkan kompatibilitas dan dispersibilitas antara kalsium karbonat berat dan matriks organik. Hasilnya, hal ini meningkatkan kinerja pemrosesan dan sifat fisik-mekanis bahan komposit.
Gaya Mekanik Modifikasi Kimia: Bahasa Indonesia:
Modifikasi kimia dengan gaya mekanis melibatkan penggunaan metode mekanis seperti penggilingan dan gesekan untuk menyebabkan perpindahan pada kisi partikel kalsium karbonat berat, yang mengakibatkan perubahan pada struktur kristal. Pada saat yang sama, suhu sistem meningkat, dan energi internal bertambah.
Dalam produksi industri kalsium karbonat berat, penggilingan dan modifikasi permukaan biasanya dilakukan secara terpisah. Namun, jika pengubah ditambahkan selama proses penggilingan, hal itu tidak hanya meningkatkan efek modifikasi permukaan menggunakan gaya mekanis penggilingan tetapi juga mencegah agregasi yang disebabkan oleh partikel kalsium karbonat yang terlalu halus.
Modifikasi Deposisi Permukaan: Bahasa Indonesia:
Modifikasi pengendapan permukaan melibatkan penggunaan metode yang tepat untuk mengendapkan pengubah ke permukaan kalsium karbonat beratIni adalah salah satu metode yang paling umum digunakan untuk modifikasi permukaan pigmen mineral anorganik.
Metode ini cocok untuk produksi industri dengan alur proses yang sederhana. Dengan mengendalikan kondisi reaksi, ukuran partikel dan kemurnian yang sesuai dapat dicapai.
Metode modifikasi kalsium karbonat ringan
Modifikasi Asam Lemak (Garam): Bahasa Indonesia:
Asam stearat (garam) merupakan pengubah permukaan yang paling umum digunakan untuk kalsium karbonat. Proses modifikasi dapat dilakukan melalui metode kering atau basah, dengan metode basah memerlukan garam asam stearat seperti natrium stearat.
Selain asam stearat (garam), asam lemak lain (ester), seperti fosfat dan sulfonat, juga dapat digunakan.
Penelitian menunjukkan bahwa modifikasi kalsium karbonat dengan ester fosfat polimer khusus (ADDP) membuat permukaan bersifat hidrofobik dan oleofilik. Hal ini mengurangi ukuran partikel agregasi rata-rata dalam minyak.
Kalsium karbonat termodifikasi yang diolah dengan asam lemak (garam) terutama digunakan dalam pengisian plastik PVC, bahan kabel, perekat, tinta, dan pelapis.
Modifikasi Agen Kopling: Bahasa Indonesia:
Agen penggandeng merupakan senyawa amfifilik yang secara kimia berikatan dengan gugus hidroksil pada permukaan kalsium karbonat. Gugus polar dari agen penggandeng bereaksi dengan gugus fungsional pada partikel kalsium karbonat, membentuk ikatan kimia yang stabil. Ujung lain dari agen penggandeng dapat bereaksi secara kimia atau fisik dengan polimer organik, mengikat erat dua material dengan polaritas yang berbeda. Hal ini menghasilkan kompatibilitas yang baik dan meningkatkan sifat fisik dan mekanis material komposit.
Agen penggandeng dapat diklasifikasikan menjadi silana, titanat, aluminat, titanat-aluminat, zirkonium aluminat, dan kompleks berdasarkan strukturnya.
Modifikasi Polimer：
Modifikasi permukaan polimer kalsium karbonat dapat meningkatkan stabilitasnya dalam fase organik atau anorganik (sistem). Polimer ini meliputi oligomer, makromolekul, dan polimer yang larut dalam air seperti polimetil metakrilat (PMMA), polietilena glikol, polivinil alkohol, poli(asam maleat), asam poliakrilat, kopolimer alkoksi stirena-stirena sulfonat, polipropilena, polietilena, dan lain-lain.
Modifikasi Plasma dan Radiasi: Bahasa Indonesia:
Menggunakan sistem pelepasan plasma yang digandeng secara induktif dengan campuran gas argon (Ar) dan propilena (C3H6) dengan kemurnian tinggi sebagai gas perawatan plasma, modifikasi plasma suhu rendah dari bubuk kalsium karbonat berat (1250 mesh) dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengisi kalsium karbonat yang diolah dengan campuran gas Ar-C3H6 menunjukkan adhesi antarmuka yang lebih baik dengan polipropilena (PP).
Metode modifikasi kalsium karbonat nano
Modifikasi Reaksi Kimia Terlokalisasi: Bahasa Indonesia:
Modifikasi reaksi kimia terlokalisasi melibatkan penambahan agen perawatan (seperti agen penggandeng, zat organik atau anorganik). Gugus fungsi pada permukaan nano-kalsium karbonat bereaksi dengan agen perawatan untuk mencapai modifikasi. Metode ini merupakan yang paling banyak digunakan untuk modifikasi permukaan nano-kalsium karbonat.
Terdapat dua proses utama: metode kering dan basah. Dalam metode kering, bubuk nano-kalsium karbonat dan pengubah permukaan ditambahkan secara berurutan ke pengubah. Metode ini cocok untuk modifikasi permukaan menggunakan agen penggandeng.
Modifikasi Pelapisan Permukaan: Bahasa Indonesia:
Modifikasi pelapisan permukaan adalah metode di mana partikel nano-kalsium karbonat dihubungkan dengan bahan pelapis melalui gaya van der Waals atau metode fisik. Pengubah permukaan atau superdispersan ditambahkan ke larutan persiapan nano-kalsium karbonat. Selama produksi nano-kalsium karbonat, pengubah permukaan melapisi permukaan kalsium karbonat, sehingga produk akhir berbentuk partikel seragam.
Modifikasi Pengisi Masterbatch: Bahasa Indonesia:
Pengisi masterbatch merupakan jenis pengisi baru yang dibuat dengan mencampurkan sejumlah resin masterbatch, kalsium karbonat, dan surfaktan. Proses ini memodifikasi permukaan kalsium karbonat saat memproduksi pengisi masterbatch. Jenis pengisi masterbatch yang umum meliputi masterbatch kalsium karbonat lilin polietilena, masterbatch kalsium karbonat polipropilena tak beraturan (masterbatch APP), dan pengisi masterbatch kalsium karbonat resin.
Modifikasi Permukaan Berkinerja Tinggi: Bahasa Indonesia:
Metode ini menggunakan plasma atau radiasi berenergi tinggi (seperti sinar-X atau sinar-γ) untuk modifikasi. Modifikasi permukaan plasma bubuk CaCO3 terutama menggunakan teknologi polimerisasi plasma. Pertama, monomer diaktifkan untuk menghasilkan radikal bebas fase gas.
Radikal-radikal ini teradsorpsi ke permukaan padat, menjadi radikal bebas permukaan. Radikal-radikal ini kemudian mengalami polimerisasi dengan monomer fase plasma atau gas. Ini membentuk lapisan polimer pada permukaan kalsium karbonat, yang menghasilkan modifikasi.
kesimpulan
Singkatnya, modifikasi permukaan merupakan metode penting untuk meningkatkan kinerja aplikasi, memperluas kegunaan, dan meningkatkan permintaan pasar untuk kalsium karbonat. Setelah modifikasi permukaan, kalsium karbonat beralih dari pengisi tradisional menjadi pengubah multifungsi, yang menawarkan aplikasi yang lebih luas dan popularitas yang lebih tinggi.
Di masa mendatang, fungsionalisasi dan spesialisasi akan menjadi tren utama dalam pengembangan kalsium karbonat. Struktur produk juga akan mengalami perubahan yang signifikan. Produk-produk kelas atas seperti kalsium karbonat nano, kalsium karbonat ultrafine, kalsium karbonat kelas medis dan kelas pangan, dan berbagai kalsium karbonat khusus yang dimodifikasi permukaannya (misalnya, untuk karet alam, karet sintetis, pelapis, plastik PVC/PP/ABS) akan mengalami peningkatan permintaan pasar. Kualitas produk kalsium karbonat bernilai tinggi ini tidak diragukan lagi akan menjadi kunci bagi kelangsungan hidup dan pengembangan bisnis.
bubuk epik
Epic Powder, 20+ tahun pengalaman kerja di industri bubuk ultrafine. Secara aktif mempromosikan pengembangan bubuk ultra-fine di masa depan, dengan fokus pada proses penghancuran, penggilingan, pengklasifikasian, dan modifikasi bubuk ultra-fine. Hubungi kami untuk konsultasi gratis dan solusi yang disesuaikan! Tim ahli kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan layanan berkualitas tinggi guna memaksimalkan nilai pemrosesan bubuk Anda. Epic Powder—Ahli Pemrosesan Bubuk Tepercaya Anda!
