אודות מכונת שחול

שש נקודות עניין! לשפם סידן פחמתי יש פוטנציאל מבטיח
אודות מכונת אקסטרוזיה:
סידן פחמתי זה מוכר, אבל מה זה שפם סידן פחמתי?

שפם הוא סיבים קצרים טבעיים או סינתטיים בעלי מבנה גבישי יחיד, שקוטרם קטן מאוד בסדר גודל (מיקרונים), בעל יחס גובה-רוחב גדול ונחשבים בדרך כלל כחומרים גבישיים חד-ממדיים.

מאות סוגי שפם פותחו, כולל שפם מתכתי רב כמו ניקל וברזל, שפם תחמוצת כמו MgO ו-ZnO, שפם קרמי כמו SiC, שפם בורידי כמו TiB2 ו-ZrB2, ושפם אנאורגני ואורגני רב אחר.

סידן פחמתי הוא חומר סינתטי חד גבישי, הנוסחה הכימית שלו היא CaCO3, המשקל המולקולרי היחסי הוא 100.09, מתוכם 56.03% CaO ו-CO2 מהווים 43.97%, נקודת ההיתוך שלו היא 759 ℃, הצפיפות היא 2.86 גרם/סמ"ק. סידן פחמתי הוא בדרך כלל אבקה לבנה רופפת, במיקרוסקופ אלקטרונים סורק הוא גביש דמוי מחט או סיבי, אורך של 20-60 מיקרומטר, קוטר קצר של 0.5-1.0 מיקרומטר, יחס אורך לקוטר של 20-30, שייך לפאזה ארגוניט.

תכונותיהם של שפם סידן פחמתי טובות יותר מאלה של חומרים אחרים מבחינת לובן, עמידות בחום ועמידות בפני שחיקה, ולכן יש להם סיכויים טובים ליישום בתחומים רבים.

יישום בפלסטיק

לשפם סידן פחמתי יש יחס גובה-רוחב גדול וגודל גביש קטן, כמעט ללא נקעים פנימיים, גבולות גרגר ופגמים אחרים בגביש הכללי, תכונות מכניות קרובות לגביש שלם, כך שתוסיף אפקט חיזוק פלסטי ברור מאוד, יכול לשפר ביעילות את החוזק, מודול האלסטיות ותכונות מכניות אחרות.

ניסויים הראו כי עבור פוליאתילן, התכונות המכניות של שפם סידן פחמתי ממולא טובות יותר מאלה של טלק ממולא, סיבי זכוכית וסידן פחמתי קל רגיל. שפם סידן פחמתי משפר משמעותית את חוזק ההשפעה על פוליאתילן ויש לו פחות השפעה על חלקות פני השטח של המוצר בהשוואה לסיבי זכוכית.

כאשר מחליפים סיבי זכוכית מסידן פחמתי בחומר הניילון, למוצר המתקבל גימור פני שטח טוב יותר וניתן להשתמש בקומפוזיט לייצור מוצרי פלסטיק מדויקים.

בנוסף, בניגוד לחומרים אחרים, הרכב הסידן הפחמתי נמצא בשפע בטבע וגם הוא מופץ באופן נרחב מאוד. סידן פחמתי יכול גם להגיב כימית עם חומצות חזקות כדי לייצר פחמן דו-חמצני ומלחים אנאורגניים. אם הגוף שואף כמויות קטנות של סידן פחמתי, הוא יתפרק בתגובה הטבעית של הגוף ולא יגרום נזק כלשהו. לכן, השימוש בסידן פחמתי כחומר חיזוק לפלסטיק מתכלה אינו גורם לזיהום משני בסביבה הטבעית ויכול להפחית ביעילות את הזיהום הלבן ולהגן על הסביבה.

יישומים בגומי

ניתן להוסיף שרף סידן פחמתי לגומי טבעי כחומר מילוי, אך בגלל השילוב הגרוע של מילוי וגומי טבעי, נוצר אפקט של ריקנות פני השטח. לכן, יש לשפר את שרף הסידן פחמתי. צ'ן טאו ועמיתיו השתמשו ב-Si-69, נתרן סטארט וחומר צימוד טיטנאט כדי לשפר את שרף הסידן פחמתי. הניסויים הראו כי לשררף הסידן פחמתי שטופלו הייתה אנרגיית פני השטח גבוהה יותר ואינטראקציה משופרת בין-פנית עם גומי טבעי, שיכולה למלא תפקיד משמעותי בחיזוק הגומי הטבעי.

יישומים בחומרי חיכוך

לשפם סידן פחמתי יש עמידות טובה בטמפרטורה וניתן להשתמש בו בחומרי חיכוך כדי לשפר משמעותית את עמידות הבלאי.

לי ליטאו השתמש בסיבי סידן פחמתי ברפידות בלמים לרכב וחקר את תכונות הגברת והפחתת החיכוך של סיבי סידן פחמתי והשווה בין אסבסט, סידן פחמתי כבד וסיבי סידן פחמתי. תוצאות הניסוי מראות שמקדם החיכוך, קצב הבלאי והתכונות המכניות ברפידות הבלמים לרכב ממוטבים כאשר מוסיפים סיבי סידן פחמתי בריכוז של 15%; יתר על כן, הביצועים הכוללים שלו עדיפים על שני האחרים.

יישומים בציפויים

בתעשיית הציפויים, קשקשים של סידן פחמתי נמצאים בשימוש נרחב בציפויים מימיים. בציפויים מימיים, קשקשים של סידן פחמתי יכולים לשמש כעמוד שדרה בציפוי בשל המורפולוגיה הטובה שלהם ופיזורם הטוב, ומעניקים למימוש מלא של התכונות המכניות המצוינות של קשקשים של סידן פחמתי. ציפויים מלאים בקשקשים של סידן פחמתי משדרגים את הברק, פיזורם טוב יותר ויכולת שקיעה מופחתת. כאשר משתמשים בקשקשים של סידן פחמתי בציפויים, צמיגות הציפוי עולה משמעותית, וכך גם התיקסוטרופיה, חוזק הקשר ויציבות האחסון. בנוסף, בשל תכונותיהם של קשקשים של סידן פחמתי, ניתן לפזר אותם באופן שווה בסולות סיליקה ובתמיסות אמולסיה, ובכך להפחית את אי הרציפות של הציפוי, דבר יעיל מאוד.

יישומים בייצור נייר

בתעשיית הנייר, השימוש בסידן פחמתי גרגירי כחומר מילוי כבר שיפר מאוד את ביצועי הנייר ומהירות ההדפסה שלו, בעוד שהשימוש בסיבים של סידן פחמתי כחומר מילוי מספקים לנייר יכולת הדפסה טובה אף יותר וניתן להשתמש בהם כתוסף לייצור נייר בעל לובן גבוה ושטיחות טובה יותר. בשל המורפולוגיה והתכונות הספציפיות שלו, לנייר העשוי מסוידן פחמתי יש יכולת הדפסה טובה יותר, חוזק גבוה יותר ושימור טוב יותר מנייר העשוי מקלציט. לכן, בשל יתרון זה, לסיבים של סידן פחמתי יש עתיד מבטיח מאוד בתעשיית הנייר, במיוחד לייצור נייר עם יישומים וצרכים שונים.

יישומים בחומרים רפואיים

בנוסף ליישומים תעשייתיים, שפם סידן פחמתי נמצא בשימוש נפוץ גם בחומרים רפואיים. סידן הוא יסוד חיוני בגוף האדם, בדרך כלל בצורת סידן פוספט, שהוא המרכיב העיקרי של העצמות. ניתן להכין מרוכבי עצם מלאכותיים על ידי מילוי שפם סידן פחמתי ושיפור התכונות המכניות של החומר. מרוכבי העצם המלאכותיים הוכנו על ידי שו דויאנג ואחרים בשיטת תמיסה מעורבת. תוצאות הניסוי מראות שחומר העצם המלאכותי אינו גורם נזק לתאים אנושיים ויש לו ערך רפואי רב. בנוסף, שפם סידן פחמתי נחשב לחומר ממריץ ביו-רפואי ירוק ולא רעיל. שפם סידן פחמתי משמש גם בתחום הרפואי כחומר פעיל לייצור מצע תרבית. ניתן לומר ששפם סידן פחמתי יכול לעשות את ההבדל גם בתחום הרפואי.