Chất độn canxi cacbonat có lợi như thế nào đối với ngành nhựa?

Chất độn canxi cacbonat là một trong những giải pháp sáng tạo nhất từng được phát triển trong ngành công nghiệp này. Chất độn canxi cacbonat không chỉ có chức năng nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa cuối cùng mà còn giúp nhà sản xuất nhựa giảm được nhiều chi phí sản xuất nhất có thể, từ đó thu được nhiều lợi nhuận hơn. Hãy để chúng tôi cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc về chất liệu nhựa đặc biệt này.

CaCO3 – thành phần chính của chất độn canxi cacbonat là gì?

CaCO3, tên IUPAC là canxi cacbonat, là một hợp chất hóa học thường thấy trong tự nhiên. Chúng tồn tại trong các chất cấu tạo của nhiều động vật sống (vỏ cứng của động vật biển như sò, ốc, ngọc trai hoặc vỏ trứng) cũng như các dạng địa chất. Nguồn CaCO3 phổ biến và được biết đến nhiều nhất là từ quặng đá vôi, một loại đá trầm tích thường được hình thành gần các thác nước hoặc suối. Đây cũng là nguồn chính cung cấp chất độn canxi cacbonat cho ngành nhựa. Ngoài ra, canxi cacbonat có thể được tìm thấy trong các khoáng chất và đá khác như phấn, đá cẩm thạch, đá vôi, otufa và travertine.

Chất độn canxi cacbonat đến từ đâu?

Hầu hết CaCO3 được sử dụng trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là chất độn canxi cacbonat dùng trong ngành nhựa được khai thác từ các mỏ đá (mỏ đá hoa) hoặc đá núi (quặng đá vôi). Hiểu được điều này, các chuyên gia của MTB đã nghiên cứu, tìm tòi cách khai thác nguồn đá vôi vốn rất được ưu chuộng của Việt Nam. MTB luôn chú trọng khai thác các mỏ đá vôi hàng nghìn năm tuổi với trữ lượng CaCO3 dồi dào, chất lượng, được các chuyên gia địa chất Pháp đánh giá cao nhằm tìm ra nguồn nguyên liệu tốt nhất, rẻ nhất làm nguyên liệu chính cho sản xuất masterbatch. Ngoài việc khai thác đá vôi trong tự nhiên, còn có một nguồn canxi cacbonat khác là sản phẩm nhân tạo được tạo ra từ phản ứng của CO2, nước và vôi sống (CaO).

Một số tính chất tiêu biểu của chất độn canxi cacbonat

Bột đá vôi trong tự nhiên không qua bất kỳ xử lý nào có màu từ trắng đục đến tro. Canxi cacbonat không mùi và có 3 dạng đa hình là canxit, aragonit và vaterit, trong đó canxit là dạng đa hình ổn định nhất. CaCO3 là hợp chất có tính kiềm, phản ứng mạnh với dung dịch axit sinh ra khí CO2. Dưới nhiệt độ cao, canxi cacbonat bị phân hủy thành canxi oxit (CaO), thường được gọi là vôi sống.

Các chuyên gia đã phân loại CaCO3 như thế nào để sản xuất chất độn canxi cacbonat?

Sau khi được khai thác và qua các công đoạn xử lý sơ bộ, người ta chia CaCO3 thành 2 loại: CaCO3 mịn (Ground canxi cacbonat – GCC) và CaCO3 kết tủa (canxi cacbonat kết tủa – PCC). Trên thị trường hiện nay, CaCO3 GCC mịn là chất độn quan trọng nhất đang được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là làm hợp chất phụ gia nhựa. Chất độn canxi cacbonat mịn được sản xuất bằng cách nghiền đá vôi thô thành các hạt nhỏ, hầu hết ở dạng bột, sau đó các hạt này sẽ được phân loại dựa trên kích thước của chúng.

Trong khi đó CaCO3 PCC kết tủa thường được sử dụng như một chất phụ gia để tăng cường chất độn cũng như điều chỉnh tác dụng của các vật liệu khác. Quy trình sản xuất CaCO3 này phức tạp hơn nhiều so với sản xuất CaCO3 mịn, bao gồm 3 bước chính trong đó trước hết phải nung nguyên liệu dưới nhiệt độ cao (1000oC), sau đó vôi tôi sẽ được thủy hóa thành vôi sữa. Cuối cùng, vôi sữa sẽ được cacbon hóa bằng cách cho CO2 đi qua và lọc kết hợp với quá trình sấy khô để tạo ra sản phẩm cuối cùng là CaCO3 kết tủa ở dạng khô.

Loại chất độn canxi cacbonat có thể mang lại những lợi ích gì cho các nhà sản xuất nhựa?

Vì nhà sản xuất masterbatch có thể thay đổi quy trình sản xuất để kiểm soát hình dạng và kích thước của kết tủa CaCO3, PCC cung cấp một loạt các hiệu ứng kỹ thuật tiên tiến hơn so với CaCO3 GCC mịn và các chất phụ gia đắt tiền khác. Về mặt hóa học, các thành phần của cả PCC và GCC gần như giống hệt nhau. PCC có độ tinh khiết cao hơn vì trong quá trình sản xuất chúng đã loại bỏ hàm lượng silica và chì. Sự khác biệt lớn nhất giữa hai dạng chất độn canxi cacbonat này nằm ở kích thước và hình dạng tinh thể dưới độ phóng đại cao. Nhìn chung, sự phân bố các hạt (ở dạng tinh thể) trong CaCO3 kết tủa hẹp hơn trong CaCO3 trơn, giúp chúng có khả năng hút dầu và chịu lực tốt hơn.

Nói chung, bột CaCO3 được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia nhựa trong sản xuất công nghiệp vì một số lý do:

• CaCO3 có độ trắng sáng tự nhiên nên các sản phẩm nhựa sử dụng chất độn CaCO3 sẽ đạt được độ trắng sáng cao mà không cần sử dụng chất tẩy trắng, chất làm trắng hay các loại phẩm màu khác. Điều này giúp tiết kiệm một khoản chi phí cho nhà sản xuất masterbatch
• CaCO3 là nguồn khoáng sản có trữ lượng dồi dào trong tự nhiên. Dễ khai thác và chế biến nên giá của chúng rất rẻ.
• Người sản xuất có thể sử dụng canxi cacbonat với số lượng lớn mà không lo tốn kém.
• Việc trộn chất độn canxi cacbonat vào nhựa nguyên sinh sẽ không làm thay đổi đặc tính của nhựa nguyên sinh nên việc sử dụng chúng để thay thế một phần nguyên liệu đầu vào trong sản xuất sản phẩm nhựa sẽ giúp người sản xuất tiết kiệm được nhiều chi phí.
• Bên cạnh đó, CaCO3 có khả năng chịu nhiệt tốt, cấu trúc đường cong và kích thước phù hợp với nhiều loại nhựa.
• Thân thiện với môi trường, có thể ngăn ngừa bay hơi và giảm nhiệt độ trong nhà máy
• CaCO3 giúp tăng độ cứng, bóng bề mặt sản phẩm, giúp nhà sản xuất cho ra đời những mẫu bao bì đẹp hơn, đa dạng về mẫu mã
• Có thể dùng chung với phụ gia nhựa và các chất tạo màu khác rất thoải mái

Các ứng dụng khác của chất độn canxi cacbonat trong các ngành công nghiệp khác

Có thể nói CaCO3 là một trong những hợp chất linh hoạt nhất trên trái đất. Ngày nay, chúng không chỉ được con người khai thác và sử dụng làm chất độn canxi cacbonat mà còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và sản xuất khác. Như nhiều người đã trả lời, ứng dụng truyền thống nhất của canxi cacbonat là dùng làm bảng đen.

Ứng dụng của CaCO3 trong sản xuất thủy tinh, gốm sứ và xây dựng

Ngoài là chất độn canxi cacbonat được nhà sản xuất nhựa sử dụng rộng rãi CaCO3 còn là chất phụ gia không thể thiếu trong ngành thủy tinh và gốm sứ. Chiếm 1/5 tổng lượng nguyên liệu (khoảng 20-25%) dùng để sản xuất thủy tinh, bột canxi cacbonat giúp các sản phẩm này đạt chất lượng tốt hơn, ổn định hơn trong điều kiện môi trường tự nhiên. Đồng thời, khi được thêm vào nguyên liệu trong quá trình sản xuất gốm sứ, chúng như một chất phụ gia giúp các quá trình này diễn ra nhanh chóng và trọn vẹn hơn.

Không chỉ sản xuất thủy tinh và gốm sứ, đá vôi với thành phần chính là CaCO3 còn là vật liệu phổ biến được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng. Từ đá vôi, người ta có thể tạo ra xi măng, bê tông, vật liệu trải vỉa hè và xây dựng các công trình kiến ​​trúc.

Ứng dụng của CaCO3 trong lĩnh vực nông nghiệp, y tế và môi trường

Một trong những ứng dụng thú vị của bột đá vôi mà không nhiều người biết đến ngoài việc làm chất độn canxi cacbonat, đó là chúng được sử dụng như một chất để kích thích sự hình thành và phát triển của một số loại gia cầm. CaCO3 được trộn vào thức ăn chăn nuôi và trở thành nguồn dinh dưỡng thiết yếu để xương và vỏ trứng gia cầm sinh trưởng và phát triển. Bên cạnh đó, CaCO3 còn là thành phần chính của một loại thuốc uống như thuốc bổ sung canxi cho người bị loãng xương và một loại thuốc có tên là antacid dùng để trung hòa acid trong dạ dày và được dùng để giảm chứng ợ chua, khó tiêu và khó chịu ở dạ dày.

Nhờ khả năng ổn định pH cho đất và nước, cũng như thân thiện với môi trường, CaCO3 cũng thường được dùng để pha chế phân bón, thuốc trừ sâu giúp cây trồng phát triển ổn định và khỏe mạnh. Đặc biệt, với khả năng trung hòa và khử độc cho các hợp chất độc hại khác, khí độc trong tự nhiên (như lưu huỳnh, axit, NH3, H2S, CO2, v.v.) và trong công nghiệp cũng như đời sống hàng ngày, bột cacbonat canxi cũng là thành phần không thể thiếu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xử lý môi trường và sản xuất chất tẩy rửa.