晶须是指以单晶形式生长的形状如短纤维,但尺寸远比短纤维小的须状微晶体。晶须是一种力学性能十分优异的新型复合材料补强增韧剂,有长径比大的特点。
碳酸钙晶须与传统的粒状碳酸钙具有相同的组分,可以应用于一般碳酸钙的所有使用领域。除此之外, 碳酸钙晶须还具有许多优点,如无机晶须强度高、弹性模量高等,也可以更有效地发挥其增韧、增强作用。目前,碳酸钙晶须主要应用于增强塑料、摩擦材料、造纸等领域。
1、碳酸钙晶须在塑料中的应用
碳酸钙晶须的直径细小,对塑料起着微观增强效果,用其增强的塑料制品表面光洁度高,能用于精密塑料制品的成型碳酸钙晶须具有强度高、模量高、耐热与隔热性好等优良特性,是一种质优价廉的绿色环保材料。用其增强高分子材料,可将无机晶须的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与高分子材料的韧性相结合,制备出高性能的高分子复合材料。
2、碳酸钙晶须在涂料中的应用
在涂料工业领域,碳酸钙晶须广泛应用于水性涂料。在水性涂料中,碳酸钙晶须由于其具有良好形态并且分散较好,可以在涂料中充当骨架,充分发挥碳酸钙晶须优异的机械性能。填充了碳酸钙晶须的涂料光泽度提高,分散性变好,沉降性降低。在涂层中使用碳酸钙晶须时,涂料的粘度明显提升,触变性、粘接强度与存储稳定性也明显提高。另外,由于碳酸钙晶须的特性,可以在硅溶胶和乳液溶液中均匀分布,从而减少涂料的不连续性,效果非常明显。
3、造纸
在造纸工业中,使用颗粒状碳酸钙作为填充材料已经大大提升了纸张的性能与印刷速度,而使用碳酸钙晶须作为填充材料的纸在前者的基础上,又具备了更加良好的印刷适应性,同时碳酸钙晶须可以用作添加剂,生产高白度和更好平整度的纸张。碳酸钙晶须由于其特殊的形态与性能,使用碳酸钙晶须制造的纸张比使用方解石制造的纸张具有更加良好的可印刷性,更高的强度与更好的留着率。所以由于这种优势,碳酸钙晶须在造纸工业具有很好的发展前景,尤其是对一些具有不同用途与不同需求的纸张生产来说,碳酸钙晶须不可或缺。
4、碳酸钙晶须在摩擦材料中的应用
碳酸钙晶须作为摩擦材料的填充剂,是经过了很长时间的实验与应用。碳酸钙晶须的耐高温性好,增强摩擦材料的耐磨性的效果显着,且原料成本又低,满足了充当摩擦材料填充剂的需求。因此碳酸钙晶须在摩擦材料领域有望代替石棉的应用。
在建筑行业,纤维状无机填充物历来被认为有致癌的危险,纤维头部锐利易刺入肺中而引起炎症发展成癌变的说法极为普遍。环保型碳酸钙晶须作为填充物时,由于碳酸钙在酸性条件下可分解成为可溶性物质,因此它的粉尘即使被操作人员吸入后,也能在人体内分泌酶的作用下被分解而排出体外,对人体的安全无危害性影响。因此,可以说碳酸钙晶须是一种绿色建筑材料原料。
随着碳酸钙加工技术的不断进步,碳酸钙已由原来的单纯填充剂向新型功能材料方面转变,应用领域亦越来越广泛,碳酸钙晶须、纳米碳酸钙等高端产品将是未来市场的新趋势。碳酸钙晶须的广泛应用将会使得它的研究进一步得到深入,它的应用也将会更加广泛。可以预测,碳酸钙晶须将以其原料丰富、价格低廉、性能优良的优势,迅速应用于汽车、电子、电气、仪器、仪表、医学等诸多部门,将有较强的市场竞争力和巨大的市场需求量。
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