درباره دستگاه اکستروژن

شش نکته جالب! ویسکرهای کربنات کلسیم پتانسیل امیدوارکننده‌ای دارند
درباره‌ ی مادستگاه اکستروژن:
کربنات کلسیم آشناست، اما ویسکرهای کربنات کلسیم چیستند؟

ویسکرها الیاف کوتاه طبیعی یا مصنوعی با ساختار تک بلوری هستند که قطر بسیار کمی در حد میکرون دارند، نسبت ابعاد بزرگی دارند و عموماً به عنوان مواد بلوری یک بعدی در نظر گرفته می‌شوند.

صدها نوع ویسکِر توسعه داده شده‌اند، از جمله بسیاری از ویسکرهای فلزی مانند نیکل و آهن، ویسکرهای اکسیدی مانند MgO و ZnO، ویسکرهای سرامیکی مانند SiC، ویسکرهای بوریدی مانند TiB2 و ZrB2 و بسیاری دیگر از ویسکرهای معدنی و آلی.

ویسک کربنات کلسیم یک ماده تک کریستالی مصنوعی است، فرمول شیمیایی CaCO3، وزن مولکولی نسبی 100.09 است که از این تعداد CaO و CO2 به ترتیب 56.03٪، 43.97٪، نقطه ذوب آن 759 ℃ و چگالی آن 2.86 گرم بر سانتی متر مکعب است. ویسک کربنات کلسیم از نظر ماکروسکوپی معمولاً پودر شل سفید رنگ است، در میکروسکوپ الکترونی روبشی به صورت کریستال‌های سوزنی یا فیبری، به طول 20-60μm، قطر کوتاه 0.5-1.0μm، نسبت طول به قطر 20-30، متعلق به فاز آراگونیت است.

خواص ویسکرهای کربنات کلسیم از نظر سفیدی، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر سایش نسبت به سایر مواد بهتر است، بنابراین چشم‌انداز خوبی برای کاربرد در بسیاری از زمینه‌ها دارند.

کاربرد در پلاستیک

ویسکرهای کربنات کلسیم نسبت ابعاد بزرگ و اندازه کریستال کوچک دارند، تقریباً هیچ نابجایی داخلی، مرز دانه و سایر نقص‌ها در کریستال عمومی وجود ندارد، خواص مکانیکی نزدیک به کریستال دست نخورده است، بنابراین اثر تقویت پلاستیک به آن اضافه می‌شود که بسیار واضح است و می‌تواند به طور موثر استحکام، مدول الاستیک و سایر خواص مکانیکی را بهبود بخشد.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که برای پلی‌اتیلن، خواص مکانیکی ویسکرهای کربنات کلسیم پر شده بهتر از تالک پر شده، الیاف شیشه و کربنات کلسیم سبک معمولی است. ویسکرهای کربنات کلسیم افزایش قابل توجهی در استحکام ضربه پلی‌اتیلن دارند و در مقایسه با الیاف شیشه، تأثیر کمتری بر صافی سطح محصول دارند.

وقتی ویسکرهای کربنات کلسیم جایگزین الیاف شیشه در ماده نایلونی می‌شوند، محصول حاصل دارای سطح نهایی بهتری است و می‌توان از این کامپوزیت در ساخت محصولات پلاستیکی دقیق استفاده کرد.

علاوه بر این، برخلاف سایر مواد، ترکیب ویسکرهای کربنات کلسیم به وفور در طبیعت یافت می‌شود و همچنین بسیار گسترده است. کربنات کلسیم همچنین می‌تواند با اسیدهای قوی واکنش شیمیایی داده و دی اکسید کربن و نمک‌های معدنی تولید کند. اگر بدن مقادیر کمی کربنات کلسیم را استنشاق کند، توسط واکنش طبیعی بدن تجزیه می‌شود و هیچ آسیبی به همراه نخواهد داشت. بنابراین، استفاده از ویسکرهای کربنات کلسیم به عنوان ماده تقویت کننده برای پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر، آلودگی ثانویه به محیط طبیعی وارد نمی‌کند و می‌تواند به طور مؤثر آلودگی سفید را کاهش داده و از محیط زیست محافظت کند.

کاربردها در لاستیک

ویسکرهای کربنات کلسیم را می‌توان به عنوان پرکننده به لاستیک طبیعی اضافه کرد، اما به دلیل ترکیب ضعیف پرکننده و لاستیک طبیعی، یک اثر جای خالی سطحی ایجاد می‌شود. بنابراین، ویسکرهای کربنات کلسیم نیاز به بهبود دارند. چن تائو و همکارانش از Si-69، سدیم استئارات و عامل اتصال تیتانات برای بهبود ویسکرهای کربنات کلسیم استفاده کردند. آزمایش‌ها نشان داد که ویسکرهای کربنات کلسیم عمل‌آوری‌شده انرژی سطحی بالاتری دارند و برهمکنش بین سطحی با لاستیک طبیعی را افزایش می‌دهند که می‌تواند نقش مهمی در تقویت لاستیک طبیعی داشته باشد.

کاربردها در مواد اصطکاکی

ویسکرهای کربنات کلسیم مقاومت دمایی خوبی دارند و می‌توانند در مواد اصطکاکی برای بهبود قابل توجه مقاومت در برابر سایش استفاده شوند.

لی لیتائو از ویسکرهای کربنات کلسیم در لنت ترمز خودرو استفاده کرد و خواص افزایش و کاهش اصطکاک ویسکرهای کربنات کلسیم و مقایسه آزبست، کربنات کلسیم سنگین و ویسکرهای کربنات کلسیم را بررسی کرد. نتایج تجربی نشان می‌دهد که ضریب اصطکاک، نرخ سایش و خواص مکانیکی در لنت ترمز خودرو با افزودن ویسکرهای کربنات کلسیم به میزان ۱۵٪ بهینه می‌شود. علاوه بر این، عملکرد کلی آن نسبت به دو مورد دیگر برتر است.

کاربردها در پوشش‌ها

در صنعت پوشش‌ها، ویسکرهای کربنات کلسیم به طور گسترده در پوشش‌های آبی استفاده می‌شوند. در پوشش‌های آبی، ویسکرهای کربنات کلسیم به دلیل مورفولوژی خوب و پراکندگی خوبشان می‌توانند به عنوان ستون فقرات در پوشش عمل کنند و به خواص مکانیکی عالی ویسکرهای کربنات کلسیم کمک کنند. پوشش‌های پر شده با ویسکرهای کربنات کلسیم، براقیت بهبود یافته، پراکندگی بهتر و قابلیت فرو رفتن کمتری دارند. هنگامی که ویسکرهای کربنات کلسیم در پوشش‌ها استفاده می‌شوند، ویسکوزیته پوشش به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد، همچنین تیکسوتروپی، استحکام پیوند و پایداری ذخیره‌سازی نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، به دلیل خواص ویسکرهای کربنات کلسیم، می‌توان آنها را به طور یکنواخت در سل‌های سیلیکا و محلول‌های امولسیونی توزیع کرد و در نتیجه ناپیوستگی پوشش را کاهش داد که بسیار مؤثر است.

کاربردها در تولید کاغذ

در صنعت کاغذ، استفاده از کربنات کلسیم دانه‌ای به عنوان ماده پرکننده، عملکرد و سرعت چاپ کاغذ را تا حد زیادی بهبود بخشیده است، در حالی که استفاده از ویسکرهای کربنات کلسیم به عنوان ماده پرکننده، قابلیت چاپ بهتری را برای کاغذ فراهم می‌کند و می‌تواند به عنوان افزودنی برای تولید کاغذ با سفیدی بالا و صافی بهتر مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل مورفولوژی و خواص خاص آن، کاغذ ساخته شده از ویسکرهای کربنات کلسیم، قابلیت چاپ بهتر، استحکام بالاتر و ماندگاری بهتری نسبت به کاغذ ساخته شده از کلسیت دارد. بنابراین، به دلیل این مزیت، ویسکرهای کربنات کلسیم آینده بسیار امیدوارکننده‌ای در صنعت کاغذ، به ویژه برای تولید کاغذ با کاربردها و نیازهای مختلف دارند.

کاربردها در مواد پزشکی

علاوه بر کاربردهای صنعتی، سبیل‌های کربنات کلسیم معمولاً در مواد پزشکی نیز استفاده می‌شوند. کلسیم یک عنصر ضروری در بدن انسان است، معمولاً به شکل فسفات کلسیم که جزء اصلی استخوان‌ها است. کامپوزیت‌های استخوان مصنوعی را می‌توان با پر کردن با سبیل‌های کربنات کلسیم و بهبود خواص مکانیکی ماده تهیه کرد. کامپوزیت‌های استخوان مصنوعی توسط شو دویانگ و همکارانش با استفاده از روش محلول ترکیبی تهیه شدند. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که ماده استخوان مصنوعی به سلول‌های انسانی آسیبی نمی‌رساند و از ارزش پزشکی بالایی برخوردار است. علاوه بر این، سبیل‌های کربنات کلسیم به عنوان یک محرک زیست‌پزشکی سبز و غیرسمی در نظر گرفته می‌شوند. سبیل‌های کربنات کلسیم همچنین در زمینه پزشکی به عنوان یک ماده فعال برای ساخت محیط‌های کشت استفاده می‌شوند. می‌توان گفت که سبیل‌های کربنات کلسیم می‌توانند در زمینه پزشکی نیز تفاوت ایجاد کنند.