ทำความเข้าใจการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนต

แคลเซียมคาร์บอเนต เป็นวัตถุดิบทางเคมีที่สำคัญและใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยนิยมใช้เป็นตัวเสริมแรงและสารตัวเติมในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยาง กระดาษ หมึก สารเคลือบ พลาสติก อาหาร และเครื่องสำอาง โดยสามารถแบ่งตามวิธีการผลิตได้เป็นแคลเซียมคาร์บอเนตเบา แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก และนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต การดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตมีความจำเป็นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและปรับให้เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ

แคลเซียมคาร์บอเนตชนิดเบาเรียกอีกอย่างว่าแคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอน ผลิตขึ้นโดยใช้กรรมวิธีทางเคมี แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก หรือเรียกอีกอย่างว่าแคลเซียมคาร์บอเนตบด ผลิตขึ้นโดยการบดหินปูนธรรมชาติ แคลไซต์ และชอล์กด้วยเครื่องจักร แคลเซียมคาร์บอเนตหนักและเบาจะมีขนาดอนุภาคและลักษณะพื้นผิวแตกต่างกัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานแตกต่างกัน นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตหมายถึงผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตที่มีขนาดอนุภาคตั้งแต่ 1 ถึง 100 นาโนเมตร รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมากและละเอียดมาก

เพราะเหตุใดจึงจำเป็นต้องปรับเปลี่ยน?

การปรับเปลี่ยนพื้นผิว มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของแคลเซียมคาร์บอเนต ปรับปรุงการนำไปใช้ และขยายการใช้งานในตลาด ในอนาคต การทำให้มีฟังก์ชันและความเฉพาะทางจะเป็นแนวโน้มหลักในการพัฒนาแคลเซียมคาร์บอเนต การดัดแปลงสามารถลดค่าการดูดซับน้ำมันของแคลเซียมคาร์บอเนตและปรับปรุงการกระจายตัวเพื่อป้องกันการเกาะตัว นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของแคลเซียมคาร์บอเนตกับเมทริกซ์อินทรีย์และเพิ่มมูลค่าของผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการขยายตลาดการใช้งานระดับไฮเอนด์ ความต้องการผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนพื้นผิวและเฉพาะทางต่างๆ จะยังคงเติบโตต่อไป

สรุปวิธีแก้ไข

วิธีการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก

การปรับเปลี่ยนการเคลือบทางกายภาพ：

การดัดแปลงการเคลือบทางกายภาพเกี่ยวข้องกับการผสมสารปรับเปลี่ยนกับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในอัตราส่วนที่แน่นอน ภายใต้การกระทำของแรงกระจาย สารปรับเปลี่ยนจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักผ่านแรงทางกายภาพ เช่น แรงแวนเดอร์วาลส์หรือแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต กระบวนการนี้จะสร้างการเคลือบแบบชั้นเดียว ชั้นสอง หรือหลายชั้นบนพื้นผิว

การปรับเปลี่ยนทางเคมีพื้นผิว:

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวทางเคมีหมายถึงกระบวนการที่สารปรับเปลี่ยนทำปฏิกิริยาทางเคมีหรือดูดซับทางเคมีไปยังตำแหน่งที่ใช้งานบนพื้นผิวของอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก กลุ่มฟังก์ชันในโมเลกุลของสารปรับเปลี่ยนจะโต้ตอบกับพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนต ส่งผลให้สารปรับเปลี่ยนเคลือบพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ช่วยเพิ่มความเข้ากันได้และการกระจายตัวระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนักและเมทริกซ์อินทรีย์ เป็นผลให้ประสิทธิภาพการประมวลผลและคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุคอมโพสิตดีขึ้น

แรงทางกลการดัดแปลงทางเคมี-

การดัดแปลงทางเคมีด้วยแรงกลเกี่ยวข้องกับการใช้กรรมวิธีทางกล เช่น การบดและการเสียดสี เพื่อทำให้เกิดการเคลื่อนตัวในโครงตาข่ายของอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีน้ำหนักมาก ส่งผลให้โครงสร้างผลึกเปลี่ยนแปลงไป ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิของระบบจะเพิ่มขึ้น และพลังงานภายในก็เพิ่มขึ้นด้วย

ในการผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในอุตสาหกรรม การบดและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวมักดำเนินการแยกกัน อย่างไรก็ตาม หากมีการเติมสารปรับเปลี่ยนระหว่างกระบวนการบด นอกจากจะเพิ่มประสิทธิภาพการปรับเปลี่ยนพื้นผิวโดยใช้แรงทางกลในการบดแล้ว ยังป้องกันการรวมตัวที่เกิดจากอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตที่ละเอียดเกินไปอีกด้วย

การปรับเปลี่ยนการสะสมพื้นผิว-

การปรับเปลี่ยนการสะสมพื้นผิวเกี่ยวข้องกับการใช้วิธีการที่เหมาะสมเพื่อตกตะกอนสารปรับเปลี่ยนบนพื้นผิวของ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักเป็นหนึ่งในวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเม็ดสีแร่อนินทรีย์

วิธีนี้เหมาะสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมที่มีขั้นตอนกระบวนการที่เรียบง่าย โดยการควบคุมสภาวะปฏิกิริยา จะทำให้ได้ขนาดอนุภาคและความบริสุทธิ์ที่เหมาะสม

วิธีการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตแบบเบา

การดัดแปลงกรดไขมัน (เกลือ)-

กรดสเตียริก (เกลือ) เป็นตัวปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนต กระบวนการปรับเปลี่ยนสามารถทำได้โดยใช้วิธีแห้งหรือแบบเปียก โดยวิธีเปียกต้องใช้เกลือกรดสเตียริก เช่น โซเดียมสเตียเรต

นอกจากกรดสเตียริก (เกลือ) แล้ว กรดไขมันชนิดอื่นๆ (เอสเทอร์) เช่น ฟอสเฟตและซัลโฟเนตก็สามารถใช้ได้เช่นกัน
งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยเอสเทอร์ฟอสเฟตโพลีเมอร์ชนิดพิเศษ (ADDP) จะทำให้พื้นผิวมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำและโอลิโอฟิลิก ซึ่งจะช่วยลดขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เกาะตัวกันในน้ำมัน

แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงที่ผ่านการบำบัดด้วยกรดไขมัน (เกลือ) ส่วนใหญ่ใช้ในการบรรจุพลาสติก PVC วัสดุสำหรับสายเคเบิล กาว หมึก และสารเคลือบ

การปรับเปลี่ยนตัวแทนการเชื่อมต่อ-

สารจับคู่เป็นสารประกอบแอมฟิฟิลิกที่สร้างพันธะเคมีกับกลุ่มไฮดรอกซิลบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนต กลุ่มขั้วของสารจับคู่ทำปฏิกิริยากับกลุ่มฟังก์ชันบนอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนต ทำให้เกิดพันธะเคมีที่เสถียร ปลายอีกด้านของสารจับคู่สามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีหรือทางกายภาพกับพอลิเมอร์อินทรีย์ ทำให้วัสดุสองชนิดที่มีขั้วต่างกันยึดติดกันแน่น ส่งผลให้มีความเข้ากันได้ดีและเพิ่มคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุคอมโพสิต

สารจับคู่สามารถจำแนกประเภทได้เป็น ไซเลน ไททาเนต อะลูมิเนต ไททาเนต-อะลูมิเนต เซอร์โคเนียมอะลูมิเนต และสารเชิงซ้อน โดยอาศัยโครงสร้าง

การดัดแปลงโพลิเมอร์：

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวโพลีเมอร์ของแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถปรับปรุงเสถียรภาพในเฟสอินทรีย์หรืออนินทรีย์ (ระบบ) ได้ โพลีเมอร์เหล่านี้ได้แก่ โอลิโกเมอร์ โมเลกุลขนาดใหญ่ และโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ เช่น โพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) โพลีเอทิลีนไกลคอล โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ โพลี (กรดมาเลอิก) โพลีอะครีลิกแอซิด โคพอลิเมอร์อัลคอกซีสไตรีน-สไตรีนซัลโฟนิกแอซิด โพลีโพรพิลีน โพลีเอทิลีน และอื่นๆ

การดัดแปลงพลาสมาและรังสี-

การใช้ระบบการปลดปล่อยพลาสม่าแบบเหนี่ยวนำร่วมกับก๊าซผสมอาร์กอน (Ar) และโพรพิลีนบริสุทธิ์สูง (C3H6) เป็นก๊าซบำบัดพลาสม่า ได้ทำการดัดแปลงพลาสม่าที่อุณหภูมิต่ำของผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก (1250 เมช) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าฟิลเลอร์แคลเซียมคาร์บอเนตที่ผ่านการบำบัดด้วยก๊าซผสมอาร์กอน-C3H6 แสดงให้เห็นการยึดเกาะของส่วนต่อประสานที่ดีกว่าด้วยโพลีโพรพิลีน (PP)

วิธีการดัดแปลงนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต

การดัดแปลงปฏิกิริยาเคมีเฉพาะที่-

การดัดแปลงปฏิกิริยาเคมีเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการเติมตัวแทนการบำบัด (เช่น ตัวแทนการจับคู่ สารอินทรีย์หรืออนินทรีย์) กลุ่มฟังก์ชันบนพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตจะทำปฏิกิริยากับตัวแทนการบำบัดเพื่อให้เกิดการดัดแปลง วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการดัดแปลงพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต

มีกระบวนการหลัก 2 วิธี ได้แก่ วิธีแห้งและวิธีเปียก ในวิธีแห้ง จะมีการเติมผงนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตและสารปรับปรุงพื้นผิวตามลำดับลงในสารปรับปรุง วิธีนี้เหมาะสำหรับการปรับปรุงพื้นผิวโดยใช้ตัวแทนการจับคู่

การปรับเปลี่ยนการเคลือบผิว-

การดัดแปลงการเคลือบผิวเป็นวิธีการที่อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนเชื่อมต่อกับวัสดุเคลือบผิวโดยใช้แรงแวนเดอร์วาลส์หรือวิธีทางกายภาพ โดยจะเติมสารปรับเปลี่ยนพื้นผิวหรือสารกระจายตัวยิ่งยวดลงในสารละลายเตรียมแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโน ในระหว่างการผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโน สารปรับเปลี่ยนพื้นผิวจะเคลือบผิวของแคลเซียมคาร์บอเนต ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีสภาพเป็นอนุภาคที่มีความสม่ำเสมอ

การปรับเปลี่ยนสารตัวเติมมาสเตอร์แบตช์-

ฟิลเลอร์มาสเตอร์แบตช์เป็นฟิลเลอร์ประเภทใหม่ที่ผลิตขึ้นโดยผสมมาสเตอร์แบตช์เรซิน แคลเซียมคาร์บอเนต และสารลดแรงตึงผิวในสัดส่วนที่กำหนด กระบวนการนี้จะปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตในขณะที่ผลิตฟิลเลอร์มาสเตอร์แบตช์ ประเภทฟิลเลอร์มาสเตอร์แบตช์ทั่วไป ได้แก่ มาสเตอร์แบตช์แคลเซียมคาร์บอเนตโพลิเอทิลีนแว็กซ์ มาสเตอร์แบตช์แคลเซียมคาร์บอเนตโพลิโพรพิลีนไม่สม่ำเสมอ (APP มาสเตอร์แบตช์) และฟิลเลอร์มาสเตอร์แบตช์แคลเซียมคาร์บอเนตเรซิน

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวประสิทธิภาพสูง-

วิธีนี้ใช้พลาสมาหรือรังสีพลังงานสูง (เช่น รังสีเอกซ์หรือรังสีแกมมา) เพื่อปรับเปลี่ยน การปรับเปลี่ยนพื้นผิวพลาสมาของผง CaCO3 ใช้เทคโนโลยีพอลิเมอไรเซชันของพลาสมาเป็นหลัก ขั้นแรก โมโนเมอร์จะถูกกระตุ้นเพื่อสร้างอนุมูลอิสระในเฟสก๊าซ
อนุมูลอิสระเหล่านี้จะดูดซับบนพื้นผิวของแข็ง กลายเป็นอนุมูลอิสระบนพื้นผิว จากนั้นจะเกิดการพอลิเมอไรเซชันกับโมโนเมอร์ในสถานะพลาสมาหรือก๊าซ ทำให้เกิดฟิล์มพอลิเมอร์บนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนต ทำให้เกิดการดัดแปลง

บทสรุป

โดยสรุป การปรับเปลี่ยนพื้นผิวเป็นวิธีการสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งาน ขยายการใช้งาน และเพิ่มความต้องการแคลเซียมคาร์บอเนตในตลาด หลังจากการปรับเปลี่ยนพื้นผิวแล้ว แคลเซียมคาร์บอเนตจะเปลี่ยนจากสารตัวเติมแบบดั้งเดิมไปเป็นสารปรับเปลี่ยนแบบหลายหน้าที่ ทำให้มีการใช้งานที่หลากหลายและเป็นที่นิยมมากขึ้น

ในอนาคต ฟังก์ชันการทำงานและการทำให้เฉพาะทางจะกลายเป็นแนวโน้มหลักในการพัฒนาแคลเซียมคาร์บอเนต โครงสร้างผลิตภัณฑ์จะมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเช่นกัน ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนตนาโน แคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดพิเศษ แคลเซียมคาร์บอเนตเกรดทางการแพทย์และเกรดอาหาร และแคลเซียมคาร์บอเนตพิเศษที่ปรับเปลี่ยนพื้นผิวต่างๆ (เช่น สำหรับยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห์ สารเคลือบ พลาสติก PVC/PP/ABS) จะมีความต้องการในตลาดเพิ่มมากขึ้น คุณภาพของผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตที่มีมูลค่าสูงเหล่านี้จะถือเป็นกุญแจสำคัญต่อการอยู่รอดและการพัฒนาของธุรกิจอย่างไม่ต้องสงสัย

ผงมหากาพย์

Epic Powder มีประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมผงละเอียดมากว่า 20 ปี ส่งเสริมการพัฒนาผงละเอียดมากในอนาคตอย่างแข็งขัน โดยเน้นที่กระบวนการบด การบด การจำแนก และการปรับเปลี่ยนผงละเอียดมาก ติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราทุ่มเทเพื่อจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!