کربنات کلسیم کوتد چیست؟

کربنات کلسیم کوتد یا همان پودر کربنات کلسیم پوشش دار، یکی از پرکاربردترین مواد معدنی در صنایع مختلف است که به‌منظور بهبود عملکرد فنی و افزایش سازگاری با ترکیبات پلیمری، با لایه‌ای از مواد پوشش‌دهنده مانند اسید استئاریک پوشش داده می‌شود. این نوع کربنات کلسیم با داشتن خاصیت آب‌گریزی، کاهش اصطکاک و افزایش پایداری، به ویژه در صنایعی نظیر پلاستیک، لاستیک، PVC و مستربچ مورد استفاده گسترده قرار می‌گیرد.

در ادامه، به بررسی دقیق ساختار، ویژگی‌ها و مزایای پودر کربنات کلسیم کوتد می‌پردازیم و نقش آن را در بهبود خواص محصول نهایی در صنایع مختلف تحلیل خواهیم کرد.

ساختار شیمیایی پودر کربنات کلسیم

کربنات کلسیم با فرمول شیمیایی CaCO₃، یک ماده معدنی طبیعی است که از ترکیب یون‌های کلسیم، کربن و اکسیژن تشکیل شده است که به‌صورت طبیعی در سنگ‌هایی مانند سنگ آهک، مرمر و گچ یافت می‌شود.  در نظر داشته باشید شکل کریستالی آن معمولا به‌صورت کلسیت یا آراگونیت است که بسته به خلوص و شرایط زمین‌شناسی، ویژگی‌های فیزیکی متفاوتی دارند و در صنعت، پودر کربنات کلسیم با استفاده از سنگ‌های استخراج شده، آسیاب (و در برخی موارد پوشش‌دهی) تولید می‌شود.

تفاوت بین کربنات کلسیم معمولی و کربنات کلسیم پوشش دار

کربنات کلسیم معمولی دارای سطحی کاملا قطبی و آبدوست است که در ترکیب با پلیمرها یا روغن‌ها، پایداری و سازگاری کمی از خود نشان می‌دهد. در مقابل، پودر کربنات کلسیم کوتد با لایه‌ای نازک از اسیدهای چرب یا سورفکتانت‌ها پوشش داده می‌شود تا خاصیت آب‌گریزی پیدا کند و به‌راحتی با ترکیبات پلیمری مخلوط شود. این تفاوت ظاهرا ساده، تاثیر قابل توجهی بر عملکرد نهایی محصول دارد.

چرا کربنات کلسیم را کوتد می‌کنند؟

کربنات کلسیم به دلایل مختلفی کوتد (پوشش‌دهی) می‌شود که این فرآیند به منظور بهبود ویژگی‌های عملکردی و کاربردی این ماده در صنایع مختلف انجام می‌گیرد. یکی از دلایل اصلی کوتد کردن کربنات کلسیم، بهبود پراکندگی آن است. کربنات کلسیم به طور طبیعی ممکن است خاصیت پراکندگی ضعیفی داشته باشد، اما با پوشش‌دهی، می‌توان آن را بهتر در مایعات یا ترکیبات دیگر پراکنده کرد. علاوه بر این، کربنات کلسیم به طور طبیعی حساس به رطوبت است و با استفاده از پوشش‌های خاص، می‌توان مقاومت آن را در برابر رطوبت و شرایط محیطی دیگر افزایش داد.

هدف از پوشش دادن سطح کربنات کلسیم، افزایش خاصیت آب‌گریزی، کاهش کشش سطحی، افزایش سازگاری با ماتریس‌های پلیمری و جلوگیری از جذب رطوبت است. همچنین، پوشش‌دهی این ماده باعث کاهش گرد و غبار در فرآیند تولید و بهبود فرآیند اختلاط و پراکندگی آن در رزین‌ها می‌شود. این ویژگی‌ها استفاده از پودر کربنات کلسیم پوشش‌دار را در صنایع پلاستیک‌سازی و مستربچ‌سازی بسیار کارآمد کرده است. علاوه بر این، پوشش‌دهی کربنات کلسیم می‌تواند موجب کاهش اصطکاک و بهبود ویژگی‌های جریان آن در فرآیندهای مختلف صنعتی شود، که باعث می‌شود این ماده در کاربردهایی که نیاز به حرکت روان و بدون مقاومتی دارند، مناسب‌تر باشد.

از دیگر مزایای کوتد کردن کربنات کلسیم، افزایش مقاومت آن در برابر واکنش‌های شیمیایی است. با این کار می‌توان از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته جلوگیری کرده و موجب پایداری بیشتر آن در برخی محیط‌ها شد. همچنین، پوشش‌دهی می‌تواند خواص مکانیکی کربنات کلسیم را بهبود بخشد، به‌ویژه مقاومت آن در برابر فشار یا ساییدگی، که باعث می‌شود این ماده در صنایع مختلف عملکرد بهتری داشته باشد. در نهایت، در صنایع خاصی مانند صنعت پلاستیک، رنگ و پوشش‌ها، کربنات کلسیم کوتد شده برای بهبود ویژگی‌های رنگ، استحکام و شفافیت به کار می‌رود. به طور کلی، کوتد کردن کربنات کلسیم موجب افزایش کارایی آن در کاربردهای مختلف صنعتی می‌شود.

ویژگی‌ های فنی پودر کربنات کلسیم کوتد

پرکاربردترین ماده پوشش‌دهنده برای کلسیم کربنات پوشش دار، اسید استئاریک (Stearic Acid) است. این ماده، یک اسید چرب طبیعی است که با تشکیل یک لایه نازک روی سطح ذرات کربنات کلسیم، باعث کاهش قطبیت و افزایش سازگاری آن با مواد آلی مانند پلی‌اتیلن، پی‌وی‌سی و پلی‌پروپیلن می‌شود. در برخی کاربردهای خاص، از سورفکتانت‌ها یا مواد اصلاح‌کننده دیگر نیز استفاده می‌شود.

• آب‌گریزی بالا و بهبود خاصیت سطحی

پودر کربنات کلسیم کوتد به دلیل دارا بودن لایه آب‌گریز، دیگر مانند نوع معمولی، رطوبت هوا را جذب نمی‌کند. این خاصیت باعث می‌شود که در فرایندهای اکستروژن و تزریق پلاستیک، پایداری فرآیند بهبود یافته و افزایش طول عمر تجهیزات تولیدی حاصل شود. همچنین، کاهش تمایل به کلوخه شدن و پراکندگی بهتر در مواد پلیمری، از دیگر مزایای این ویژگی است.

• اندازه ذرات و مش‌بندی در کربنات کلسیم کوتد

پودر کربنات کلسیم پوشش دار در مش‌بندی‌های مختلفی از مش ۴۰۰ تا بالای ۲۵۰۰ تولید می‌شود. هرچه مش بالاتر باشد، اندازه ذرات ریزتر و سطح تماس بیشتر خواهد بود. در صنایع حساس مانند فیلم‌های نازک یا مستربچ، از مش‌های بالاتر برای رسیدن به خواص مکانیکی بهتر استفاده می‌شود. مش‌بندی دقیق و کنترل کیفیت ذرات، نقش مهمی در عملکرد فنی محصول نهایی دارد.

مزایای استفاده از کربنات کلسیم پوشش دار در صنایع

• کاهش اصطکاک و افزایش سازگاری با پلیمرها: پوشش اسید استئاریک باعث کاهش اصطکاک بین ذرات و پلیمر می‌شود، در نتیجه فرایند تزریق و قالب‌گیری روان‌تر انجام شده و مصرف انرژی کمتر می‌شود.
• کاهش گرد و غبار در محیط کار: یکی از مشکلات کربنات کلسیم معمولی، ایجاد گرد و غبار زیاد در حین انتقال و اختلاط است. نوع پوشش‌دار با سطح لغزنده و پیوسته، گرد و غبار کمتری تولید می‌کند.
• بهبود پراکندگی در ترکیبات پلیمری: پودر کربنات کلسیم کوتد به دلیل آب‌گریزی و سطح اصلاح‌شده، به‌خوبی در مواد پلیمری توزیع می‌شود و پراکندگی یکنواخت‌تری در ترکیب نهایی ایجاد می‌کند.
• کاهش جذب رطوبت و بهبود پایداری: یکی دیگر از مزایای مهم استفاده از کربنات کلسیم پوشش دار، جلوگیری از جذب رطوبت و حفظ پایداری فیزیکی و شیمیایی ترکیب در شرایط مختلف آب‌وهوایی است.

کاربردهای پودر کربنات کلسیم کوتد در صنعت

پودر کربنات کلسیم کوتد به دلیل ویژگی‌های فنی خاص خود مانند آب‌گریزی، توزیع یکنواخت، کاهش اصطکاک و مقاومت در برابر رطوبت، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. از تولید محصولات پلیمری گرفته تا ساخت لوازم ساختمانی، کاغذ و رنگ، همگی از مزایای این ماده بهره می‌برند.

• صنعت پلاستیک و پلیمر

در صنعت پلاستیک، کربنات کلسیم پوشش دار به عنوان پرکننده (Filler) در انواع محصولات مانند ظروف پلاستیکی، قطعات تزریقی و فیلم‌های پلیمری استفاده می‌شود. این ماده باعث بهبود فرآیند قالب‌گیری، کاهش هزینه مواد اولیه و افزایش سختی و پایداری محصول می‌شود.

• تولید لاستیک، رنگ و چسب

در فرمولاسیون لاستیک و چسب‌ها، استفاده از پودر کربنات کلسیم کوتد باعث کاهش ویسکوزیته و بهبود خواص مکانیکی می‌شود. در صنعت رنگ، این پودر به‌عنوان یک عامل مات‌کننده و افزایش‌دهنده حجم استفاده شده و از طریق کاهش جذب روغن، به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک می‌کند.

• استفاده در پی وی سی، درب و پنجره، لوله‌ها

در تولید درب و پنجره‌های UPVC، لوله‌های فاضلابی و کابل‌های برق، استفاده از کلسیم کربنات پوشش دار باعث افزایش مقاومت حرارتی و مکانیکی محصولات می‌شود.

• کربنات کلسیم کوتد در صنعت کاغذ و چاپ

در صنعت کاغذسازی، این ماده برای بهبود سطح چاپ‌پذیری، یکنواختی ضخامت و کاهش جذب جوهر به کار می‌رود. پودر کربنات کلسیم کوتد باعث می‌شود صفحات کاغذی کیفیت چاپ بهتری داشته و دوام بیشتری پیدا کنند.

 

انواع پودر کربنات کلسیم کوتد

پودرهای کربنات کلسیم پوشش‌دار در دو نوع کلی خوراکی و صنعتی تولید می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

1. کربنات کلسیم پوشش دار خوراکی: این نوع مخصوص استفاده در صنایع داروسازی و غذایی است و باید دارای خلوص بالا و پوشش‌های مجاز خوراکی باشد.
2. کلسیم کربنات پوشش دار صنعتی (غیرخوراکی): پودر کربنات کلسیم کوتد صنعتی بیشتر در صنایع پلاستیک، لاستیک، رنگ، چسب، رزین و ساختمان کاربرد دارد. در این نوع، معمولا از اسید استئاریک صنعتی یا سورفکتانت‌های غیرخوراکی به‌عنوان پوشش‌دهنده استفاده می‌شود.

موارد تشکیل دهنده پودر کربنات کلسیم کوتد: 

1. تحلیل ترکیب شیمیایی

• تعیین درصد کلسیم (Ca): درصد کلسیم موجود در کربنات کلسیم از طریق واکنش با یک اسید مانند هیدروکلریک اسید (HCl) و اندازه‌گیری حجم گاز کربن دی‌اکسید (CO₂) تولید شده به دست می‌آید. این کار به نوعی نشان‌دهنده غلظت کلسیم در نمونه است.

• تعیین درصد کربنات (CO₃): کربنات موجود در کربنات کلسیم می‌تواند با استفاده از روش‌هایی مانند واکنش با اسیدها اندازه‌گیری شود. تولید CO₂ در واکنش نشان‌دهنده مقدار کربنات در نمونه است.

2. آنالیز فیزیکی

• اندازه ذرات (Particle Size Analysis): این آزمایش برای اندازه‌گیری توزیع اندازه ذرات کربنات کلسیم به کار می‌رود. معمولاً از تکنیک‌هایی مانند غربالگری یا پراکندگی نور استفاده می‌شود تا اندازه ذرات و توزیع آن‌ها مشخص شود.

• چگالی (Density): تعیین چگالی نمونه کربنات کلسیم به شناسایی ویژگی‌های فیزیکی آن کمک می‌کند و می‌تواند بر اساس حجم و وزن نمونه انجام شود.

3. آنالیز حرارتی

• تحلیل حرارتی وزنی (TGA): این آزمایش به منظور بررسی تغییرات وزن نمونه کربنات کلسیم در دماهای مختلف انجام می‌شود. این آنالیز می‌تواند اطلاعاتی در مورد پایداری حرارتی و ترکیب شیمیایی مواد فرار (مانند CO₂) در حین حرارت دادن ارائه دهد.

• دمای تجزیه: تجزیه کربنات کلسیم تحت حرارت منجر به تولید کلسیم اکسید (CaO) و CO₂ می‌شود. دمای تجزیه می‌تواند به تعیین خلوص کربنات کلسیم کمک کند.

4. آنالیز رنگ و ظاهر

• رنگ سنجی: بررسی رنگ کربنات کلسیم با استفاده از دستگاه‌های مخصوص مانند اسپکتروفتومتر انجام می‌شود. این آنالیز می‌تواند برای کاربردهایی مانند تولید رنگ‌ها و پوشش‌ها که نیاز به کربنات کلسیم با رنگ خاص دارند، مهم باشد.

5. تعیین ناخالصی‌ها

• وجود ناخالصی‌ها: کربنات کلسیم ممکن است حاوی ناخالصی‌هایی مانند سیلیکات‌ها، آهن، منیزیم یا مواد آلی باشد. این ناخالصی‌ها می‌توانند از طریق روش‌های شیمیایی یا فیزیکی مانند طیف‌سنجی جذب اتمی (AAS) یا کروماتوگرافی شناسایی و اندازه‌گیری شوند.

6. پایداری و رفتار شیمیایی

• واکنش با اسیدها: پایداری کربنات کلسیم می‌تواند با واکنش آن با اسیدها مانند HCl سنجیده شود. در این واکنش، گاز CO₂ آزاد می‌شود که می‌تواند برای تعیین کیفیت و ترکیب آن استفاده شود.

• قابلیت حل‌شدن: مقدار حل‌شدن کربنات کلسیم در آب یا در شرایط خاص می‌تواند ویژگی‌های کاربردی آن را در صنایع مختلف، به ویژه در تولید مستربچ‌ها یا پلاستیک‌ها، تحت تأثیر قرار دهد.

چطور کیفیت پودر کربنات کلسیم پوشش دار را بسنجیم؟

کیفیت پودر از طریق آزمایش‌های آنالیز شیمیایی (XRF)، اندازه‌گیری زاویه تماس آب، توزیع اندازه ذرات (PSD) و بررسی رفتار آن در فرایند تولید بررسی می‌شود. همچنین، تست‌های عملی مانند اختلاط با پلیمر و ارزیابی عملکرد نهایی نیز ضروری است.

قیمت کربنات کلسیم کوتد به چه عواملی بستگی دارد؟

قیمت‌گذاری پودر کربنات کلسیم کوتد متاثر از چندین عامل کلیدی است که عبارتند از:

• تاثیر خلوص و مش‌بندی: هرچه خلوص ماده بالاتر و مش‌بندی آن ریزتر باشد، قیمت بالاتر خواهد بود.
• نقش نوع پوشش‌دهنده در قیمت نهایی: پوشش‌دهنده‌های باکیفیت مانند اسید استئاریک خالص وارداتی یا ترکیبات چندمرحله‌ای، هزینه بالاتری دارند.

قیمت کربنات کلسیم کوتد در اصفهان

استان اصفهان یکی از قطب‌های تولید کربنات کلسیم پوشش دار در ایران است. دسترسی به منابع معدنی مرغوب، واحدهای صنعتی مجهز و هزینه‌های حمل‌ونقل پایین باعث شده تا قیمت کربنات کلسیم کوتد در اصفهان برای صنایع داخلی بسیار رقابتی باشد. در همین راستا، شرکت نظیر نرم پودر سپاهان، با عرضه مستقیم و بدون واسطه، امکان تامین محصول با کیفیت و قیمت مناسب را فراهم کرده است.

تولید و فروش کربنات کلسیم اصفهان

واقع شدن کارخانه در استان اصفهان، نزدیکی به معادن مرغوب و کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل، امکان عرضه مستقیم پودر کربنات کلسیم کوتد را با قیمت رقابتی را فراهم کرده است. محصولات ما با آنالیز معتبر و بسته‌بندی صنعتی، آماده ارسال به سراسر ایران هستند.

جمع‌بندی

همانطور که گفتیم، کربنات کلسیم پوشش دار به دلیل آب‌گریزی، پراکندگی عالی در پلیمرها، کاهش اصطکاک، مقاومت در برابر رطوبت و بهبود خواص مکانیکی، به‌عنوان پرکننده‌ای استراتژیک در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. از تولید مستربچ و پی‌وی‌سی تا صنایع کاغذ، رنگ و چسب، این ماده توانسته است بهره‌وری و کیفیت نهایی را به شکل قابل‌توجهی ارتقا دهد.