كربونات الكالسيوم (الصيغة الكيميائية: CaCO₃) مركب غير عضوي، غير سام، عديم الرائحة والطعم، يُعرف عادةً باسم الطباشير، أو الحجر الجيري، أو الكالسيت، أو الرخام. وهو من أكثر المعادن شيوعًا على الأرض، ويوجد بكثرة في الصخور الطبيعية (مثل الحجر الجيري والرخام)، وفي الهياكل والأصداف البيولوجية. يُصنف كربونات الكالسيوم إلى ثلاثة أنواع رئيسية: كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC)، وكربونات الكالسيوم المطحونة (GCC)، وكربونات الكالسيوم النانوية (NPCC). سنستعرض فيما يلي اختلافاتها وكيفية اختيار النوع المناسب.
كربونات الكالسيوم المترسبة، PCC
الطريقة: يتم إنتاجه عن طريق حرق الحجر الجيري، وترطيبه بالماء لإنشاء حليب الجير، ثم ترسيبه عن طريق إدخال غاز ثاني أكسيد الكربون.
مورفولوجيا الجسيمات: أشكال بلورية منتظمة (على سبيل المثال، المغزل، المكعب، الإبرية)، مع توزيع موحد لحجم الجسيمات.
نطاق حجم الجسيمات: دقيق نسبيًا، عادةً في نطاق الميكرومتر (على سبيل المثال، 1 ميكرومتر ~ 3 ميكرومتر).
مساحة السطح المحددة: متوسطة
الخصائص الرئيسية: نقاء عالي، حجم جسيم موحد، امتصاص منخفض للزيت.
كربونات الكالسيوم المطحونة، GCC
العملية: يتم إنتاجها عن طريق السحق والطحن الميكانيكي. تصنيف المعادن الطبيعية (مثل الكالسيت والرخام).
مورفولوجيا الجسيمات: شظايا غير منتظمة، متعددة الحواف، مع توزيع حجم الجسيمات واسع نسبيا.
نطاق حجم الجسيمات: خشن نسبيًا، عادةً في نطاق الميكرومتر (على سبيل المثال، 325 شبكة ~ 2500 شبكة، ما يقرب من 45 ميكرومتر ~ 5 ميكرومتر).
مساحة السطح المحددة: صغيرة
الخصائص الرئيسية: منخفضة التكلفة، منخفضة استهلاك الطاقة في المعالجة، خصائص مستقرة.
كربونات الكالسيوم النانوية (NPCC)
الطريقة: تعتمد على عملية الكالسيوم الخفيف، ويتم إنتاجها عن طريق التحكم في ظروف التبلور وإضافة أدلة شكل البلورة وعوامل معالجة السطح.
مورفولوجيا الجسيمات: أشكال بلورية أكثر انتظامًا، تصل إلى المقياس النانوي (1-100 نانومتر)، ولكن الجسيمات تتجمع عادةً في مجموعات بحجم الميكرومتر.
نطاق حجم الجسيمات: النانو (الجسيمات الأولية هي 1-100 نانومتر).
مساحة السطح المحددة: كبيرة جدًا
الخصائص الرئيسية: تأثيرات السطح، تأثيرات الحجم الصغير، الخصائص الوظيفية، تتطلب معالجة السطح لمنع التكتل.
إذن، بعد فهم الاختلافات بينهما، كيف ينبغي لك أن تختار فيما بينهما؟
صناعة البلاستيك
كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC): تُستخدم كمادة مالئة منخفضة التكلفة، مما يزيد حجم المنتج بشكل أساسي ويخفض تكاليف المواد الخام بشكل كبير. تُستخدم على نطاق واسع في منتجات البولي فينيل كلوريد (PVC) ذات متطلبات الأداء الميكانيكي المنخفضة، مثل أنابيب الصرف العادية، وطبقات الأرضيات، والألواح. يساعد انخفاض امتصاصها للزيت على تقليل استخدام الملدنات في التركيبات. التأثير: انخفاض التكلفة، مع تقليل قوة التأثير والشد.
كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC): تعمل كمادة مالئة وظيفية، مما يقلل التكاليف ويحسن الخصائص الفيزيائية للمنتجات. تُستخدم في مقاطع PVC عالية الجودة، والأنابيب، والجلود الصناعية، ومواد الأحذية. هيكلها المغزلي المنتظم يعزز لمعان المنتج، وثبات أبعاده، وصلابته، وقدرته على اللدائن الحرارية. النتيجة: خيار اقتصادي، يُحسّن بشكل كبير مظهر المنتج وبعض خصائصه الميكانيكية دون زيادة كبيرة في التكلفة.
كربونات الكالسيوم النانوية (NPCC): تعمل كمُحسِّن وظيفي. الهدف الرئيسي ليس خفض التكلفة، بل إضفاء خصائص استثنائية على مصفوفة البلاستيك. تُستخدم في قطع غيار السيارات البلاستيكية، والنايلون فائق المتانة، وشرائط الختم عالية الجودة، والبلاستيك الهندسي. بفضل تأثيراتها النانوية، تُعزز وتُقوّي وتُعطي خصائص مقاومة للشيخوخة. التأثير: يُمكنها زيادة صلابة المادة ومتانتها في آنٍ واحد، ولكنها مكلفة وتتطلب معالجة سطحية لتحقيق توزيع متجانس.
صناعة الورق
كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC): تُستخدم كحشو وصبغة طلاء شائعة. تُستخدم كحشو في الورق الزراعي وكطلاء للورق والكرتون المطلي من الدرجة المتوسطة إلى المنخفضة. تأثيرها: تُحسّن بياض الورق وشفافيته، وتُقلّل التكاليف. مع ذلك، تُحسّن جزيئاتها غير المنتظمة نعومة الورق ولمعانه بشكل محدود.
كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC): تُستخدم كحشو عالي الجودة وصبغة طلاء. تُستخدم بشكل أساسي في ورق الفنون عالي الجودة، وورق الصور الرقمية، وغيرها. تُشكل أشكالها البلورية المنتظمة (مثل المغزلي والمعيني) بنية مجهرية فائقة. التأثير: تُحسّن بشكل كبير نعومة الورق المطلي، ولمعانه، وامتصاص الحبر، وقابليته للطباعة، مما ينتج عنه ورق ذو ملمس جيد وصور مطبوعة نابضة بالحياة.
كربونات الكالسيوم النانوية (NPCC): تعمل كمُضاف وظيفي خاص. تُستخدم في الورق المتخصص الذي يتطلب خصائص محددة، مثل الورق عالي اللمعان الممتص للحبر أو ورق التغليف عالي الحاجز. التأثير: تستغل مساحة سطحها النوعية الضخمة لتحقيق لمعان فائق، وعتامة، وبنية مسامية محددة.
صناعة الطلاء والدهانات
كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC): تعمل كصبغة مُمدد (عامل حشو). تُستخدم بشكل رئيسي في مستحلبات الجدران الداخلية والأساسات التي تتطلب كميات كبيرة من الحشو. تأثيرها: تزيد من سماكة الطبقة، وتعزز قوة الإخفاء، وتُقلل بشكل كبير من تكاليف المواد الخام.
كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC): تُستخدم كحشو وظيفي. تُستخدم في الدهانات الداخلية عالية الجودة، والدهانات الصناعية، والدهانات القائمة على المذيبات التي تتطلب نعومة ولمعانًا للأسطح. تأثيرها: تساعد جزيئاتها المنتظمة على تحسين نعومة طبقة الطلاء ولمعانها وتسويتها، مع تعزيز مقاومة الاحتكاك.
كربونات الكالسيوم النانوية (NPCC): تعمل كمُضاف وظيفي. تُستخدم في دهانات السيارات الفاخرة، والطلاءات المقاومة للتآكل، والطلاءات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية، وغيرها. التأثير: تُوفر خاصية اللزوجة (مقاومة للترهل)، وتُعزز قوة الطبقة، ومقاومة التآكل، وخصائص مقاومة الشيخوخة.
صناعة المطاط والمواد اللاصقة
• في المطاط:
◦ يتم استخدام كربونات الكالسيوم المطحونة لملء المنتجات منخفضة الجودة.
◦ يوفر كربونات الكالسيوم الخفيفة بعض التأثيرات شبه المعززة.
◦ كربونات الكالسيوم النانوية هي مادة تقوية أساسية تستخدم في الجوانب الجانبية للإطارات والأنابيب الداخلية ومنتجات المطاط عالية الجودة، مما يحسن بشكل كبير من قوة الشد وقوة التمزق ومقاومة التآكل.
• في المواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب:
◦ كربونات الكالسيوم الخفيفة هي المادة المالئة الأساسية، ولها ثلاثة أغراض: التكثيف، والتعزيز، وخفض التكلفة.
◦ يُستخدم كربونات الكالسيوم النانوية في المنتجات عالية الأداء. بالإضافة إلى تعزيزها، تُنظّم كربونات الكالسيوم النانوية بفعالية خصائص المنتج، مما يمنع ترهله أثناء الاستخدام على الأسطح الرأسية.
آلات مسحوق Epic: شريكك في الطحن الدقيق
يُعد اختيار كربونات الكالسيوم المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لأداء منتجك. ولا يقل أهمية عن ذلك امتلاك معدات موثوقة لتحقيق حجم الجسيمات وتوزيعها المطلوب لتطبيقك المحدد. آلات مسحوق ملحمة متخصص في المجالات المتقدمة تصنيف المطاحن حلول معالجة المساحيق. صُممت آلاتنا بدقة وكفاءة واستقرار عاليين، مما يُساعدك على إنتاج GCC وPCC عالي الجودة، بل وحتى التعامل مع التطبيقات النانوية الصعبة بكفاءة. ثق بـ Epic لتقديم تقنية الطحن التي تُمكّن موادك من الأداء الأمثل.
