簡單來說,納米輕鈣就是粒徑在納米級別(一般在15-100納米)的碳酸鈣粉體。它與普通輕鈣、重鈣的大區(qū)別,在于粒徑更小、分布更均勻、比表面積更大,具備更高的表面活性。正是這些物理特性,使得它在造紙中的表現(xiàn)非?!皳屟邸?。
納米碳酸鈣增強紙張強度,不易斷裂-許多人誤以為添加無機填料會讓紙更脆,但納米碳酸鈣的“納米效應(yīng)”恰恰能增強紙頁結(jié)構(gòu)的結(jié)合力,提升干濕強度,保持較好的柔韌性,避免斷裂或掉粉問題。
提升涂布層的附著力與均勻性-納米碳酸鈣分散性好、與乳液等涂布材料相容性強,可以讓涂層更均勻,附著更牢固,提升涂布紙的整體品質(zhì)。
更高的填料保留率,節(jié)省成本-相較于普通輕鈣、重鈣,納米碳酸鈣在造紙濕端體系中的留著率更高,這意味著用相同的添加量,可以達到更理想的填充效果,間接降低其他原材料消耗。
適應(yīng)環(huán)保趨勢,減少廢棄物-隨著造紙行業(yè)對環(huán)保要求的提高,納米碳酸鈣的使用也間接支持了節(jié)能減排。一方面,它能優(yōu)化工藝流程,減少纖維損耗;另一方面,由于填料保留率高、穩(wěn)定性好,也有助于減少污水中的顆粒排放,降低污泥處理壓力。
目前,納米碳酸鈣已廣泛用于銅版紙、涂布白紙板、字典紙、輕涂紙等領(lǐng)域。尤其是在對紙張細膩度、印刷適性、表面光潔度要求較高的場合,它的優(yōu)勢更加明顯。
造紙廠選用納米碳酸鈣,不是追求高科技的“噱頭”,而是在面對、低能耗、高環(huán)保的多重壓力下,做出的理性選擇。畢竟,在同樣的工藝條件下,它能提升紙張質(zhì)量、降低損耗,還符合環(huán)保趨勢,這樣的材料自然會越來越受歡迎。
納米材料的工業(yè)價值
1.光學(xué)應(yīng)用:可使涂料遮蓋力提升40%,印刷精度達微米級;
2. 流變控制:在汽車底漆中降低粘度波動范圍至±5%;
3. 環(huán)保特性:通過FDA認證的食品級產(chǎn)品可用于醫(yī)藥包裝。
納米碳酸鈣典型應(yīng)用場景
1. 工程塑料:替代20%玻璃纖維仍保持85%抗拉強度;
2. 特種造紙:作為填料時紙張白度可達95%ISO;
3. 建材領(lǐng)域:自流平砂漿中添加3%即可改善施工性能。
通過對比可見,納米碳酸鈣在精細化程度和功能擴展性方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)輕質(zhì)產(chǎn)品,這種差異直接決定了二者在制造中的應(yīng)用層級。
納米碳酸鈣可部分替代炭黑和白炭黑用于汽車輪胎的生產(chǎn),但在補強效果方面仍有差距,因此在應(yīng)用中以受應(yīng)力較小的部位為主,如胎側(cè)、簾布膠、氣密層膠、內(nèi)層膠、緩沖膠等。在生產(chǎn)中,納米碳酸鈣與活性氧化鋅搭配使用可大幅提升輪胎胎面膠的強度。
在眾多納米材料中,納米碳酸鈣具有成本較低、對環(huán)境友好、摩擦學(xué)性能良好的優(yōu)點,適合作為潤滑脂添加劑使用。目前,納米碳酸鈣在潤滑脂中的應(yīng)用研究已取得一定的成果,眾多試驗結(jié)果也表明,納米碳酸鈣可以提高潤滑脂的使用性能。
納米碳酸鈣粒子作為潤滑油添加劑,摩擦?xí)r能在表面形成含有碳酸鈣的保護膜。納米碳酸鈣不會腐蝕金屬,也不會污染環(huán)境,在含硫量較高的重油使用中還能中和燃燒產(chǎn)生的硫酸,具有一定的清凈作用。
納米技術(shù)作為技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用正在蓬勃興起,已成為混凝土技術(shù)研究領(lǐng)域的一個熱點。適量的納米碳酸鈣可以促進水泥水化,并產(chǎn)生新的水化產(chǎn)物(低碳型的水化碳鋁酸鈣),可以改善孔結(jié)構(gòu),提高抗壓和抗折強度。
納米碳酸鈣的晶核作用可以細化晶型,改善界面結(jié)構(gòu),有助于混凝土耐久性的提高。相比納米二氧化硅、納米二氧化欽和碳納米管等其他納米材料,納米碳酸鈣價格要便宜很多,如果能在工程中得到應(yīng)用,可以在較好的性價比的前提下獲得更優(yōu)的性能。
與常規(guī)大顆粒碳酸鈣相比,經(jīng)過納米技術(shù)處理的碳酸鈣超微粉,具有更強的親水性,碳酸鈣分子化學(xué)性質(zhì)更活潑,從而使碳酸鈣超微粉更易被人體吸收利用。比表面積為30m2/g的納米碳酸鈣,可以提高乳飲料的鈣含量,抑制沉淀。用于海鮮醬產(chǎn)品的納米碳酸鈣,可賦予海鮮醬質(zhì)感,增加醬的強度,獲得柔軟的口感,延長保質(zhì)期。
顆粒分布均勻的立方體納米碳酸鈣,可用于在600℃低溫下制造的致密化陶瓷。高純超細碳酸鈣填充在電子陶瓷中,能降低介電常數(shù)對溫度的依賴、改變居里溫度、提高耐電壓和鐵電性能,是用作限流保護/消磁/啟動/發(fā)熱元件(PTC)、多層陶瓷電容器元件(MLCC)、微波元件、壓電/壓敏元器件的填充材料。