Calciumcarbonat ist der am weitesten verbreitete anorganische Füllstoff in Polymerverbundwerkstoffen. In Kunststoffen machen Füllstoffe etwa 70% Calciumcarbonat aus. Dazu gehören leichtes (PCC) und gemahlenes (GCC) Calciumcarbonat. PCC wird durch chemische Reaktion hergestellt. Ultrafeines gemahlenes (GCC) Calciumcarbonat wird durch Mahlen natürlicher Mineralien wie Calcit, Kalkstein, Kreide oder Muscheln hergestellt.
Technologische und Produktionsbezogene Gründe
Leichtes Calciumcarbonat
Leichtes Calciumcarbonat, auch bekannt als präzipitiertes Calciumcarbonat, wird durch einen chemischen Fällungsprozess hergestellt. Das Verfahren umfasst komplexe Schritte wie das Brennen von Kalkstein zur Herstellung von Branntkalk, der mit Wasser reagiert, um Hydratkalk zu produzieren. Der Hydratkalk wird dann mit Kohlendioxid karbonisiert. Dieser Prozess erfordert hohen Energieverbrauch und präzise Steuerung der Reaktionsbedingungen. Zudem sind zahlreiche chemische Zusätze erforderlich, um die gewünschte Partikelgröße und -form zu erreichen. Daher ist die Herstellung von leichtem Calciumcarbonat relativ teuer. Es wächst auch die Sorge um die Umweltbelastung dieses chemisch intensiven Prozesses.
Im Gegensatz dazu wird ultrafeines gemahlenes Calciumcarbonat durch einen mechanischen Mahlprozess hergestellt. Fortschritte in der Mahltechnologie, wie die Entwicklung von Hochleistungs-Vertikalmühlen und ultrafeinen Mahlgeräten, haben die Produktion von schwerem Calciumcarbonat mit extrem feinen Partikelgrößen ermöglicht, die vergleichbar oder sogar überlegen sind gegenüber leichtem Calciumcarbonat. Das mechanische Verfahren ist direkter und basiert hauptsächlich auf physischem Zerkleinern und Mahlen. Im Vergleich zum chemischen Syntheseprozess von leichtem Calciumcarbonat verbraucht es weniger Energie und verursacht weniger Umweltverschmutzung. Dieser technologische Vorteil in der Produktion macht schweres Calciumcarbonat auf lange Sicht nachhaltiger und kosteneffizienter. Dieser technologische Vorteil in der Produktion macht GCC auf lange Sicht nachhaltiger und kosteneffizienter.
Leistung und Anwendung
In vielen Anwendungen hat sich ultrafeines gemahlenes Calciumcarbonat als leistungsfähig erwiesen, die mit, oder sogar überlegen gegenüber, LCC sind. Zum Beispiel in der Papierindustrie, die einer der Hauptverbraucher von Calciumcarbonat ist, kann ultrafeines GCC hervorragende optische Eigenschaften bieten, wie hohe Helligkeit und Opazität, ähnlich wie LCC. Es bietet auch gute Dispergierbarkeit und Kompatibilität mit Papier – Rohstoffen, was zu verbesserten Papierfestigkeit und Glätte beiträgt.
In vielen Anwendungsbereichen hat ultrafeines schweres Calciumcarbonat eine vergleichbare oder sogar bessere Leistung gezeigt als leichtes Calciumcarbonat. Zum Beispiel in der Papierherstellung, einem der Hauptverbrauchsbereiche von Calciumcarbonat, kann ultrafeines schweres Calciumcarbonat hervorragende optische Eigenschaften wie hohe Weiße und Opazität bieten. Es hat auch eine gute Dispergierbarkeit und gute Kompatibilität mit den Rohstoffen der Papierherstellung. Es trägt dazu bei, die Festigkeit und Glätte des Papiers zu verbessern.
Marktrichtung
Die Marktnachfrage nach Calciumcarbonat entwickelt sich hin zu kosteneffizienteren und nachhaltigeren Lösungen. Mit zunehmendem globalem Wettbewerb stehen Hersteller verschiedener Branchen unter Druck, die Produktionskosten zu senken und gleichzeitig die Produktqualität zu erhalten. Ultrafeines gemahlenes Calciumcarbonat, mit seinen niedrigeren Produktionskosten und vergleichbarer Leistung, ist zu einer attraktiven Alternative zu LCC geworden.
Darüber hinaus werden die Umweltvorschriften weltweit immer strenger. Der chemische Herstellungsprozess von LCC steht vor größeren regulatorischen Herausforderungen aufgrund seines höheren Energieverbrauchs und potenzieller Schadstoffemissionen. Im Gegensatz dazu passt die mechanische Produktion von GCC besser zu den Umweltanforderungen, was es wahrscheinlicher macht, Marktanteile zu gewinnen, wenn die Vorschriften verschärft werden.
Fazit
Trotz der klaren Vorteile von ultrafeinem gemahlenem CalciumcarbonatDie vollständige Ersetzung von LCC wird nicht über Nacht erfolgen. LCC verfügt noch über einige einzigartige Anwendungen, bei denen seine spezifische Partikelform und Oberflächeneigenschaften ihm einen Vorteil verschaffen, wie beispielsweise in bestimmten hochwertigen Farben und Beschichtungen. Mit fortschreitender Technologie und zunehmender Marktreife wird jedoch erwartet, dass der Anteil an ultrafeinem GCC stetig steigt. Zukünftig werden kontinuierliche Forschungs- und Entwicklungsbemühungen darauf fokussieren, die Leistung von ultrafeinem GCC weiter zu optimieren, beispielsweise durch die Verbesserung der Oberflächenmodifikationstechnologie, um die Kompatibilität mit verschiedenen Matrixmaterialien zu erhöhen.
Epic Pulver
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