Il carbonato di calcio (formula chimica: CaCO₃) è un composto inorganico atossico, inodore e insapore, comunemente noto come gesso, calcare, calcite o marmo. È uno dei minerali più comuni sulla Terra, ampiamente presente nelle rocce naturali (come calcare e marmo) e in scheletri e conchiglie biologiche. Il carbonato di calcio è classificato in tre tipi principali: carbonato di calcio precipitato (PCC), carbonato di calcio macinato (GCC) e nanocarbonato di calcio (NPCC). Di seguito, esploreremo le loro differenze e come fare la scelta giusta.
Carbonato di calcio precipitato, PCC
Processo: Prodotto mediante calcinazione del calcare, idratazione con acqua per creare latte di calce e successiva precipitazione mediante introduzione di anidride carbonica.
Morfologia delle particelle: forme cristalline regolari (ad esempio, fusiformi, cubiche, aghiformi), con distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle.
Intervallo di dimensioni delle particelle: relativamente fini, in genere nell'ordine dei micrometri (ad esempio, 1μm ~ 3μm).
Superficie specifica: media
Caratteristiche principali: elevata purezza, granulometria uniforme, basso assorbimento di olio.
Carbonato di calcio macinato, GCC
Processo: Prodotto mediante frantumazione meccanica, macinazione e classificando minerali naturali (come calcite, marmo).
Morfologia delle particelle: frammenti irregolari, multi-spigoli, con una distribuzione granulometrica relativamente ampia.
Intervallo di dimensioni delle particelle: relativamente grossolane, in genere nell'intervallo micrometrico (ad esempio, 325 mesh ~ 2500 mesh, circa 45 μm ~ 5 μm).
Superficie specifica: piccola
Caratteristiche principali: basso costo, basso consumo energetico di lavorazione, proprietà stabili.
Carbonato di calcio nano (NPCC)
Processo: basato sul processo del calcio leggero, prodotto controllando le condizioni di cristallizzazione e aggiungendo guide di forma dei cristalli e agenti di trattamento superficiale.
Morfologia delle particelle: forme cristalline più regolari, che raggiungono la scala nanometrica (1-100 nm), ma le particelle solitamente si agglomerano in cluster di dimensioni micrometriche.
Intervallo di dimensioni delle particelle: nanoscala (le particelle primarie sono 1-100 nm).
Superficie specifica: molto grande
Caratteristiche principali: effetti superficiali, effetti di piccole dimensioni, proprietà funzionali, richiede un trattamento superficiale per evitare l'agglomerazione.
Quindi, dopo aver compreso le differenze, come dovresti scegliere tra loro?
Industria della plastica
Carbonato di calcio macinato (GCC): funge da riempitivo a basso costo, aumentando principalmente il volume del prodotto e riducendo significativamente i costi delle materie prime. Ampiamente utilizzato nei prodotti in PVC con requisiti di prestazioni meccaniche inferiori, come tubi di drenaggio ordinari, substrati per pavimenti e lastre. Il suo minore assorbimento di olio contribuisce a ridurre l'uso di plastificanti nelle formulazioni. Effetto: riduzione dei costi, ma riduce la resistenza all'impatto e alla trazione.
Carbonato di calcio precipitato (PCC): agisce come riempitivo funzionale, riducendo i costi e migliorando le proprietà fisiche dei prodotti. Utilizzato in profili in PVC di alta qualità, tubi, pelle sintetica e materiali per calzature. La sua struttura a forma di fuso regolare migliora la lucentezza del prodotto, la stabilità dimensionale, la rigidità e la termoplasticità. Effetto: una scelta conveniente, che migliora significativamente l'aspetto del prodotto e alcune proprietà meccaniche senza un aumento sostanziale dei costi.
Carbonato di calcio nano (NPCC): agisce come un potenziatore funzionale. L'obiettivo principale non è la riduzione dei costi, ma il conferimento di proprietà eccezionali alla matrice plastica. Utilizzato in componenti in plastica per autoveicoli, nylon super resistente, strisce sigillanti di alta qualità e materie plastiche ingegneristiche. Grazie ai suoi effetti nanometrici, rinforza, indurisce e fornisce proprietà anti-invecchiamento. Effetto: può aumentare simultaneamente la rigidità e la tenacità del materiale, ma è costoso e richiede un trattamento superficiale per una dispersione uniforme.
Industria della carta
Carbonato di calcio macinato (GCC): utilizzato come comune riempitivo e pigmento di rivestimento. Utilizzato come riempitivo nella carta da coltura e come rivestimento per carta e cartone patinati di qualità medio-bassa. Effetto: migliora il grado di bianco e l'opacità della carta, riducendo i costi. Tuttavia, le sue particelle irregolari offrono un miglioramento limitato della levigatezza e della lucentezza della carta.
Carbonato di calcio precipitato (PCC): funge da riempitivo di alta qualità e pigmento di rivestimento. Utilizzato principalmente in carta artistica di alta qualità, carta fotografica digitale, ecc. Le sue forme cristalline regolari (ad esempio, a fuso, rombiche) formano una microstruttura superiore. Effetto: migliora notevolmente la levigatezza, la lucentezza, l'assorbimento dell'inchiostro e la stampabilità della carta patinata, ottenendo una carta piacevole al tatto e immagini stampate vivide.
Carbonato di calcio nano (NPCC): agisce come uno speciale additivo funzionale. Utilizzato in carte speciali che richiedono proprietà specifiche, come la carta assorbente per inchiostro ad alta lucentezza o la carta da imballaggio ad alta barriera. Effetto: sfrutta la sua ampia superficie specifica per ottenere un'elevata lucentezza, opacità o strutture porose specifiche.
Industria dei rivestimenti e delle vernici
Carbonato di calcio macinato (GCC): agisce come pigmento estensore (agente di carica). Utilizzato principalmente in emulsioni murali per interni e primer che richiedono elevati carichi di carica. Effetto: aumenta lo spessore del film, migliora il potere coprente e riduce significativamente i costi delle materie prime.
Carbonato di calcio precipitato (PCC): funge da riempitivo funzionale. Utilizzato in vernici per interni di alta qualità, vernici industriali e vernici a base solvente che richiedono levigatezza e brillantezza superficiale. Effetto: le sue particelle regolari contribuiscono a migliorare la levigatezza, la brillantezza e il livellamento del film di vernice, migliorando al contempo la resistenza allo sfregamento.
Carbonato di calcio nano (NPCC): agisce come additivo funzionale. Utilizzato in vernici per auto di alta gamma, rivestimenti anticorrosivi, rivestimenti fotopolimerizzabili, ecc. Effetto: fornisce tissotropia (anti-colatura), migliora la resistenza del film, la resistenza all'usura e le proprietà anti-invecchiamento.
Industria della gomma e degli adesivi
• In gomma:
◦ Il carbonato di calcio macinato viene utilizzato per il riempimento di prodotti di bassa qualità.
◦ Il carbonato di calcio leggero fornisce alcuni effetti semi-rinforzanti.
◦ Il nanocarbonato di calcio è un materiale di rinforzo fondamentale utilizzato nei fianchi degli pneumatici, nelle camere d'aria e nei prodotti in gomma di alta qualità, migliorando significativamente la resistenza alla trazione, allo strappo e all'abrasione.
• In Adesivi e Sigillanti:
◦ Il carbonato di calcio leggero è il riempitivo principale e svolge tre funzioni: addensare, rinforzare e ridurre i costi.
◦ Il carbonato di calcio nano è utilizzato in prodotti ad alte prestazioni. Oltre a rinforzare, controlla efficacemente la reologia del prodotto, prevenendo cedimenti durante l'applicazione su superfici verticali.
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