فرمول شیمیایی کربنات کلسیم CaCO3CaCO3 است. این ترکیب شامل یک کاتیون کلسیم Ca2+Ca2+ و یک آنیون کربنات CO32−CO32− می‌باشد. جرم مولی این ترکیب حدود 100.0869 گرم بر مول است
کربنات کلسیم یکی از مهم‌ترین عوامل بهبود کیفیت و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی گرانول‌های ساخته شده است. اسید استئاریک یک اسید چرب بلند زنجیر است که به عنوان یک عامل پوشش‌دهنده برای ذرات کربنات کلسیم به کار می‌رود. این پوشش‌دهی باعث می‌شود که ویژگی‌های گرانول‌های کربنات کلسیم برای کاربردهای صنعتی بهتر شوند.
نقش اسید استئاریک در ساخت گرانول کربنات کلسیم
بهبود جریان مواد اسید استئاریک با ایجاد پوشش نازک روی ذرات کربنات کلسیم، اصطکاک بین ذرات را کاهش می‌دهد. این امر باعث می‌شود که مواد در فرآیندهایی مانند تزریق پلاستیک و اکستروژن راحت‌تر جریان یابند و عملکرد ماشین‌آلات تولید بهبود پیدا کند.
کاهش چسبندگی یکی از مشکلاتی که در فرآیندهای تولید گرانول‌های کربنات کلسیم ممکن است رخ دهد، چسبندگی ذرات به هم و به دیواره‌های تجهیزات است. اسید استئاریک به عنوان یک روان‌کننده (Lubricant) عمل می‌کند و از چسبیدن ذرات به یکدیگر جلوگیری می‌کند. این امر باعث بهبود دقت و کنترل بهتر در فرآیند تولید گرانول‌ها می‌شود.
افزایش سازگاری با پلیمرها کربنات کلسیم به طور طبیعی تمایل به عدم اختلاط با پلیمرها دارد، که این امر در صنایع پلاستیک می‌تواند مشکل‌ساز باشد. اما اسید استئاریک با ایجاد یک پوشش آلی بر روی ذرات کربنات کلسیم، باعث می‌شود که این ماده با پلیمرهای مورد استفاده در صنایع پلاستیک و لاستیک سازگاری بیشتری پیدا کند. این بهبود سازگاری منجر به افزایش کیفیت محصول نهایی می‌شود.
کاهش جذب رطوبت یکی از مزایای دیگر استفاده از اسید استئاریک این است که از جذب رطوبت توسط کربنات کلسیم جلوگیری می‌کند. جذب رطوبت در کربنات کلسیم می‌تواند منجر به تشکیل توده‌های غیرقابل استفاده شود و فرآیند تولید را مختل کند. پوشش اسید استئاریک با جلوگیری از جذب رطوبت به این مشکل پایان می‌دهد.
افزایش پایداری حرارتی استفاده از اسید استئاریک در پوشش‌دهی گرانول کربنات کلسیم باعث افزایش پایداری حرارتی گرانول‌ها می‌شود. این ویژگی در فرآیندهایی مانند اکستروژن و تزریق که در دماهای بالا انجام می‌شوند، بسیار اهمیت دارد و باعث افزایش طول عمر محصول و کاهش تخریب مواد در دماهای بالا می‌شود.
فرآیند استفاده از اسید استئاریک در ساخت گرانول کربنات کلسیم
آماده‌سازی پودر کربنات کلسیم : ابتدا پودر کربنات کلسیم با اندازه ذرات مشخص (مش‌های مختلف) آماده می‌شود.
اضافه کردن اسید استئاریک : اسید استئاریک به عنوان یک ماده افزودنی به کربنات کلسیم اضافه می‌شود. مقدار اسید استئاریک معمولاً بین 0.5% تا 2% وزنی کربنات کلسیم است. این مقدار بر اساس نیازهای خاص محصول و ویژگی‌های نهایی تنظیم می‌شود.
مخلوط سازی : مخلوط اسید استئاریک و کربنات کلسیم در دستگاه‌های مخلوط‌کن با هم ترکیب می‌شوند تا پوشش یکنواختی از اسید استئاریک بر روی ذرات کربنات کلسیم ایجاد شود. این مرحله معمولاً در دمای کنترل شده انجام می‌شود تا اسید استئاریک به خوبی روی ذرات پخش شود.
فرآیند گرانول سازی : پس از ایجاد پوشش اسید استئاریک، مخلوط وارد دستگاه‌های گرانول‌سازی می‌شود که طی آن ذرات کربنات کلسیم فشرده و به شکل گرانول درمی‌آیند. در این مرحله، شکل‌دهی نهایی گرانول‌ها صورت می‌گیرد.
کاربردهای گرانول کربنات کلسیم با پوشش اسید استئاریک
صنایع پلاستیک گرانول‌های کربنات کلسیم با پوشش اسید استئاریک در صنایع پلاستیک به عنوان پرکننده استفاده می‌شوند. این گرانول‌ها خواص مکانیکی پلاستیک‌ها را بهبود می‌بخشند، مقاومت در برابر ضربه و حرارت را افزایش می‌دهند و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهند.
صنایع لاستیک‌سازی در تولید لاستیک، گرانول‌های کربنات کلسیم پوشش‌دار به دلیل بهبود سازگاری با لاستیک‌ها و افزایش خواص مکانیکی، به عنوان تقویت‌کننده استفاده می‌شوند. این گرانول‌ها به بهبود مقاومت در برابر سایش و افزایش دوام لاستیک کمک می‌کنند.
صنایع کامپوزیت در تولید کامپوزیت‌های پلیمری ، استفاده از گرانول‌های کربنات کلسیم با پوشش اسید استئاریک باعث بهبود توزیع ذرات در ماتریس پلیمر و افزایش استحکام و پایداری مکانیکی محصول می‌شود.
صنایع ساختمان در تولید مواد ساختمانی مانند کاشی‌ها، کف‌پوش‌ها و سایر مصالح ساختمانی، این گرانول‌ها به عنوان پرکننده و تقویت‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند و خواص مکانیکی مواد را بهبود می‌بخشند.
مزایای استفاده از گرانول کربنات کلسیم پوشش‌دار با اسید استئاریک
کاهش هزینه تولید : استفاده از این گرانول‌ها به عنوان پرکننده باعث کاهش مصرف مواد گران‌قیمت مانند پلیمرها و رزین‌ها می‌شود.
افزایش کیفیت محصول نهایی : گرانول‌های پوشش‌دار باعث بهبود توزیع مواد و افزایش استحکام مکانیکی و حرارتی محصولات نهایی می‌شوند.
بهبود فرآیند تولید : جریان بهتر مواد و کاهش چسبندگی در دستگاه‌های تولید باعث افزایش کارایی خطوط تولید و کاهش خرابی‌ها می‌شود.
جمع‌بندی
اسید استئاریک در فرآیند ساخت گرانول‌های کربنات کلسیم نقش بسیار مهمی دارد. این ماده با ایجاد پوششی نازک و پایدار بر روی ذرات کربنات کلسیم، خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها را بهبود می‌بخشد و باعث می‌شود که این گرانول‌ها در فرآیندهای صنعتی به راحتی استفاده شوند. کاربردهای آن در صنایع پلاستیک، لاستیک، کامپوزیت و ساختمانی نشان‌دهنده اهمیت استفاده از این نوع گرانول‌ها در بهبود کیفیت محصولات صنعتی است.
