碳酸鈣作為一種優(yōu)良的填料,具有色白質(zhì)純、易于著色、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成本低廉、粒徑和粒子形狀可以控制等優(yōu)勢,已經(jīng)成功地應(yīng)用在橡膠、塑料、塑鋼門窗、PVC電纜料 、高級涂料、管材、輪胎、鞋底、聚乙烯吹膜、密封膠條、玻璃鋼制品、電纜包裝布、造紙、建材、油墨、日用化工、紡織、飼料、食品添加劑、醫(yī)藥等行業(yè)領(lǐng)域。不過,在這些傳統(tǒng)應(yīng)用中,碳酸鈣企業(yè)盈利往往是“以量取勝”,納米鈣或高純度碳酸鈣等功能性較強的品類還有進一步提升的空間。整體而言,國內(nèi)碳酸鈣生產(chǎn)工藝,設(shè)備已與國外相差不大,但是在下游應(yīng)用方面國內(nèi)滿足碳酸鈣高值化應(yīng)用的產(chǎn)品和技術(shù)水平都需要進一步加強。國內(nèi)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)相對晚一些,從1931年算起也有90年的歷史,整個行業(yè)已經(jīng)比較成熟,但是生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)還有繼續(xù)進步的空間,所以“多條腿”走路,一邊搞生產(chǎn)技術(shù),一邊探索產(chǎn)品高值化應(yīng)用技術(shù),最后走向功能化結(jié)合十分必要。國外方面,英國、日本、意大利、德國、美國等發(fā)達國家則在生產(chǎn)碳酸鈣的不同領(lǐng)域有各自優(yōu)勢,如英國在涂料和汽車塑鈣上具備優(yōu)勢、日本在碳酸鈣應(yīng)用研究上具備優(yōu)勢。下面,小編和大家一起看一下目前碳酸鈣高值化應(yīng)用的部分案例。
1、導(dǎo)電涂料
輕質(zhì)碳酸鈣因成本低廉、原料來源廣泛被作為填料廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料等高分子材料中,但碳酸鈣不具有導(dǎo)電性,不能解決靜電問題。而以碳酸鈣為包覆基質(zhì)制備CaCO3-聚苯胺(PANI)/SiO2導(dǎo)電復(fù)合粉體,將其應(yīng)用于導(dǎo)電涂料領(lǐng)域,既降低涂料成本,改善涂膜機械強度,還賦予涂膜一定的導(dǎo)電性和抗靜電性,消除靜電危害。其中,SiO2包覆改性可以顯著提高碳酸鈣的耐酸性。
此外,美國研究人員使用碳酸鈣作為填料制備冷卻涂料,可以隔絕大部分熱量。原理上,碳酸鈣有大量帶隙,有助于減少涂料吸收的紫外線量。
2、食品保健
食品級碳酸鈣可以添加在鈣營養(yǎng)保健食品膨松劑內(nèi)或軟膠囊等產(chǎn)品中,甚至在高純度藥品級檸檬酸鈣、乳酸鈣、葡萄糖酸鈣等多種鈣劑中都有添加。另外,口香糖、巧克力和娃哈哈等也會加入適量碳酸鈣。
(1)研發(fā)比表面積為30m2/g 的納米碳酸鈣,可以提高乳飲料的鈣含量
(2)研發(fā)用于海鮮醬產(chǎn)品的納米碳酸鈣,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。
(3)碳酸鈣D3咀嚼片(復(fù)方制劑,每片含碳酸鈣1.25克),用于兒童、妊娠和哺乳期婦女、更年期婦女、老年人等的鈣補充劑,并幫助防治骨質(zhì)疏松癥。其中碳酸鈣含量約為50%-75%左右。
3、陶瓷
開發(fā)顆粒分布均勻的立方體碳酸鈣,可用于在600℃低溫下制造的致密化陶瓷。納米碳酸鈣應(yīng)用于壓電陶瓷,也有比較好的效果。
4、工程塑料
新雙層改性技術(shù)制備的納米碳酸鈣應(yīng)用于工程塑料,能夠制作出高白色且耐熱的工程塑料成品。
5、輕質(zhì)填料
開發(fā)球殼形輕質(zhì)(輕量化)填料,比重只有0.2-0.3cm/g,與其他氣球填充物相比不易碎裂,可以降低比重,可應(yīng)用于橡膠、塑料等行業(yè)。
6、載藥
(1)劉念杏等選取重質(zhì)碳酸鈣為原料,制備Pickering乳液(一種食品中包裹不容物的界面主導(dǎo)的材料),利用鈣離子與可與海藻酸鈉交聯(lián)形成具有pH響應(yīng)性的凝膠結(jié)構(gòu)這一特點,向碳酸鈣粒子穩(wěn)定的Pickering乳液中添加海藻酸鈉,構(gòu)建可pH響應(yīng)的乳液體系,作為營養(yǎng)素或藥物載體對其在模擬胃腸液中的釋放進行研究,為生物活性因子腸溶性制劑設(shè)計與構(gòu)建提供新的思路。
(2)朱琳等在生理溫度下,以無水氯化鈣和碳酸鈉為原料,硫酸軟骨素為靶向試劑,癌細胞分泌物為形貌調(diào)控劑,制得花瓣狀碳酸鈣,并實現(xiàn)了高效負載抗腫瘤藥物鹽酸阿霉素(DOX)。另外,不同pH值下的釋放實驗表明,該負載體系的DOX更易在弱酸性條件下釋放,并且釋放較為緩慢,有較好的緩釋性能。
7、水體除磷
很多研究認為碳酸鈣的晶相和粒度對除磷效果有顯著影響。當(dāng)碳酸鈣多數(shù)為方解石相,少數(shù)為球霞石相時,形貌以球形顆粒為主,伴有少數(shù)的立方體狀。顆粒由平均粒徑60nm的小顆粒堆積成3 ~5um大顆粒,且表面粗糙,對含磷水質(zhì)有較好處理效果,處理效率基本達到73%。
8、“生、光、電”
日本將純度≥99.5%的碳酸鈣,用于:
(1)生命科學(xué)領(lǐng)域:例如人造骨填充材料的碳酸鈣燒結(jié)體,研究其作為骨移植材料和細胞支持載體的適用性;
(2)電子領(lǐng)域:例如陶瓷電容器;
(3)光學(xué)領(lǐng)域:例如發(fā)光體。