การใช้แคลเซียมหนัก แคลเซียมเบา นาโนแคลเซียม และแคลเซียมแอคทีฟในยาง

Active calcium in rubber refers to calcium compounds, like calcium carbonate (CaCO3) or calcium stearate. These are often used as fillers or processing aids in rubber formulations. These compounds can affect rubber’s properties. They include its strength, flexibility, and thermal stability.

For rubber, calcium carbonate is the third largest inorganic filler after carbon black and silica. It can improve the tensile strength of rubber vulcanizates. It has a reinforcing effect in natural and synthetic rubber.

ปรับปรุงส่วนผสมของยางโดย:

• ลดต้นทุนการผลิต
• เพิ่มความแข็งแกร่งและทนทานต่อการสึกหรอ
• เพิ่มความทนทานต่อการฉีกขาด
• เพิ่มความสามารถในการปรับเปลี่ยนพลาสติก
• การปรับความหนืดของมูนีย์
• การขึ้นรูปง่าย
• การรักษาขนาดของผลิตภัณฑ์ให้คงที่

แคลเซียมคาร์บอเนตมีลักษณะเป็นทรัพยากรที่กว้าง ความเป็นพิษและมลพิษต่ำ ความขาวสูง ปริมาณการบรรจุมาก และราคาต่ำ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยางและเป็นสารตัวเติมสีอ่อนหลักสำหรับผลิตภัณฑ์ยาง

แคลเซียมคาร์บอเนตแบ่งออกเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก แคลเซียมคาร์บอเนตเบา นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต และแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง ผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตมีบทบาทที่แตกต่างกันในผลิตภัณฑ์ยาง ดังนั้นขอบเขตการใช้งานจึงแตกต่างกันเล็กน้อย

แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก+ยาง

แคลเซียมคาร์บอเนตหนักเป็นสารตัวเติมอนินทรีย์แบบผงที่นิยมใช้กันทั่วไป มีความบริสุทธิ์สูง เฉื่อย และเสถียร มีสีขาวมาก ดูดซับน้ำมันและดัชนีหักเหแสงต่ำ นอกจากนี้ยังกระจายตัวได้ดี มีผลเสริมแรงที่ไม่ดีต่อผลิตภัณฑ์ยาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการอุดช่องว่าง มีบทบาทในการอุดช่องว่างและเข้ากันได้ในยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห์ และน้ำยาง สามารถทำให้วัสดุยางแข็งแรงและกระจายตัวได้ง่ายในวัสดุยาง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารแยกหรือสารปลดปล่อยได้อีกด้วย สารที่มีความขาวสูงกว่า 90% ยังสามารถใช้เป็นสารฟอกขาวได้อีกด้วย
ยางที่ผ่านการวัลคาไนซ์ด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดหนักจะมีคุณสมบัติที่แย่กว่ายางชนิดเบาหรือยางที่ผ่านการดัดแปลง ความต้านทานการสึกหรอและแรงดึงจากการยืดตัวยังแย่กว่ายางที่ผ่านการวัลคาไนซ์ด้วยคาร์บอนแบล็ก ดินเหนียว หรือซิลิเกต นอกจากนี้ อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตขนาดใหญ่และหนักจะทำให้คุณสมบัติของยางที่ผ่านการวัลคาไนซ์ลดลง ต้นทุนการผลิตจึงต่ำ การใช้ร่วมกับสารอื่นในยางจะช่วยปรับคุณสมบัติของยางที่ผ่านการวัลคาไนซ์และลดต้นทุนได้

แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารตัวเติมเฉื่อยในยางธรรมชาติ ยางสไตรีนบิวทาไดอีน น้ำยาง ฯลฯ เหมาะสำหรับการผลิตส้นเท้า พื้นรองเท้า พื้น สายยาง ผลิตภัณฑ์โฟม ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูป และผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูป

แคลเซียมคาร์บอเนตเบา + ยาง

แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงหรือที่เรียกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่เปิดใช้งาน ผลิตโดยการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตเบาและนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตโดยใช้ตัวดัดแปลงพื้นผิว เมื่อเปรียบเทียบกับก่อนการดัดแปลง โดยทั่วไปแคลเซียมคาร์บอเนตหลังการดัดแปลงจะมีลักษณะของขนาดอนุภาคที่เล็กกว่า ค่าการดูดซับน้ำมันที่ต่ำกว่า การกระจายตัวที่ดี และการเสริมแรงที่ดี

คุณสมบัติการเสริมแรงของแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงนั้นดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่มีการดัดแปลงมาก คุณสมบัติการเสริมแรงส่วนใหญ่เป็นเพราะสารปรับสภาพพื้นผิวเป็นสารอินทรีย์ที่มีหมู่แอมฟิฟิลิก มีกลุ่มที่ชอบน้ำและกลุ่มไลโปฟิลิก สารปรับสภาพพื้นผิวจะรวมแคลเซียมคาร์บอเนตและยางเข้าด้วยกันอย่างใกล้ชิดผ่านสองกลุ่ม ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของยาง ประสิทธิภาพการประมวลผล การยืดตัว ความต้านทานแรงดึง ความต้านทานการฉีกขาด และคุณสมบัติอื่น ๆ ของผลิตภัณฑ์

นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต+ยาง

ผงแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนเมตรนั้นดีกว่าผงแคลเซียมคาร์บอเนตทั่วไป เนื่องจากมีเอฟเฟกต์ขนาดเล็กและเอฟเฟกต์พื้นผิวสูง ซึ่งทำให้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตทั่วไปมีคุณสมบัติพิเศษที่แคลเซียมคาร์บอเนตทั่วไปไม่มี ผงแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนเมตรทำหน้าที่หลักในการเสริมแรง อุด และปรับสีในผลิตภัณฑ์ยาง

แคลเซียมคาร์บอเนตนาโนมีฤทธิ์แรงสูง เสริมแรงได้ดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตแบบเบา เทียบเท่ากับซิลิกาที่ตกตะกอน แคลเซียมคาร์บอเนตนาโนมีการกระจายตัวและเข้ากันได้ดีในยาง ทำให้ยางผสมและกระจายตัวได้ง่าย ช่วยปรับปรุงการแปรรูปยางและคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ ในเวลาเดียวกัน แคลเซียมคาร์บอเนตนาโนมีโครงสร้างสามมิติในเชิงพื้นที่และรูปร่างของอนุภาคต่างๆ การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่ารูปแบบผลึกต่างๆ ของแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนมีผลต่อการเสริมแรงยางแตกต่างกัน ในบรรดารูปแบบเหล่านี้ แคลเซียมคาร์บอเนตนาโนที่ประสานกันมีผลเสริมแรงยางที่ดีที่สุด

เป็นที่น่าสังเกตว่าสามารถใช้เดี่ยว ๆ เป็นสารตัวเติมเสริมแรงและใช้ร่วมกับสารตัวเติมอื่น ๆ ได้ตามความต้องการในการผลิต ไม่เพียงแต่สามารถบรรลุฟังก์ชั่นการเสริมแรง การบรรจุ การปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผล และปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ แต่ยังมีหน้าที่ในการฟอกสีฟันอีกด้วย ทำหน้าที่และแทนที่สารตัวเติมสีขาวราคาแพงบางส่วน เช่น ซิลิกาและไททาเนียมไดออกไซด์

อุตสาหกรรมยางยังเป็นหนึ่งในสาขาหลักของการใช้นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ส่วนใหญ่จะใช้ในยางภายในและภายนอกของยางรถยนต์ ชิ้นส่วนพิเศษของยางในและยางนอกของยางรถยนต์ ท่อเทป รองเท้ายาง และผ้ายาง เหมาะสำหรับยาง NR, BR, SBR และระบบยางอื่นๆ

ผลิตภัณฑ์นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตใช้ในยางและมีความต้องการต่ำสำหรับสารที่ไม่ละลายน้ำของกรดไฮโดรคลอริก ปริมาณโลหะหนัก และค่า pH

ดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนต+ยาง

แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงหรือที่เรียกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่เปิดใช้งาน ผลิตโดยการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตเบาและนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตโดยใช้ตัวดัดแปลงพื้นผิว เมื่อเปรียบเทียบกับก่อนการดัดแปลง โดยทั่วไปแคลเซียมคาร์บอเนตหลังการดัดแปลงจะมีลักษณะของขนาดอนุภาคที่เล็กกว่า ค่าการดูดซับน้ำมันที่ต่ำกว่า การกระจายตัวที่ดี และการเสริมแรงที่ดี

คุณสมบัติการเสริมแรงของแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงนั้นดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่มีการดัดแปลงมาก คุณสมบัติการเสริมแรงส่วนใหญ่เป็นเพราะสารปรับสภาพพื้นผิวเป็นสารอินทรีย์ที่มีหมู่แอมฟิฟิลิก มีกลุ่มที่ชอบน้ำและกลุ่มไลโปฟิลิก สารปรับสภาพพื้นผิวจะรวมแคลเซียมคาร์บอเนตและยางเข้าด้วยกันอย่างใกล้ชิดผ่านสองกลุ่ม ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของยาง ประสิทธิภาพการประมวลผล การยืดตัว ความต้านทานแรงดึง ความต้านทานการฉีกขาด และคุณสมบัติอื่น ๆ ของผลิตภัณฑ์

การเปรียบเทียบภาพถ่าย SEM ของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่มีการดัดแปลงและ แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง:

แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงส่วนใหญ่จะใช้ในผลิตภัณฑ์ยาง เช่น ยางรถยนต์ สายยาง เทป ซีลน้ำมัน และชิ้นส่วนรถยนต์ และเหมาะสำหรับยาง NR, NBR, SBR และยางอื่นๆ