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¡Seis puntos de interés! Los bigotes de carbonato de calcio tienen un potencial prometedor.
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El carbonato de calcio nos resulta familiar, pero ¿qué son los bigotes de carbonato de calcio?

Los bigotes son fibras cortas naturales o sintéticas con una estructura monocristalina, que tienen un diámetro muy pequeño en un orden de magnitud (micras), tienen una relación de aspecto grande y generalmente se consideran materiales cristalinos unidimensionales.

Se han desarrollado cientos de bigotes, incluidos muchos bigotes metálicos como el níquel y el hierro, bigotes de óxido como MgO y ZnO, bigotes cerámicos como SiC, bigotes de boruro como TiB2 y ZrB2, y muchos otros bigotes inorgánicos y orgánicos.

El bigote de carbonato de calcio es un material monocristalino sintético, la fórmula química es CaCO3, el peso molecular relativo es 100.09, de los cuales CaO y CO2 representaron el 56.03%, 43.97%, su punto de fusión es 759 ℃, la densidad es 2.86 g/cm3. El bigote de carbonato de calcio macroscópicamente suele ser un polvo suelto blanco, en el microscopio electrónico de barrido tiene forma de aguja o cristales fibrosos, de 20-60 μm de longitud, de 0.5-1.0 μm de diámetro corto, de 20-30 de relación longitud/diámetro, pertenece a la fase aragonita.

Las propiedades de los bigotes de carbonato de calcio son mejores que las de otros materiales en términos de blancura, resistencia al calor y resistencia al desgaste, por lo que tienen buenas perspectivas de aplicación en muchos campos.

Aplicación en plásticos

Los bigotes de carbonato de calcio tienen una gran relación de aspecto y un tamaño de cristal pequeño, casi sin dislocaciones internas, límites de grano y otros defectos en el cristal general, propiedades mecánicas cercanas al cristal intacto, por lo que se agregará al efecto de fortalecimiento plástico es muy obvio, puede mejorar efectivamente la resistencia, el módulo elástico y otras propiedades mecánicas.

Experimentos han demostrado que, en el caso del polietileno, las propiedades mecánicas de los filamentos de carbonato de calcio rellenos son mejores que las del talco, la fibra de vidrio y el carbonato de calcio ligero común. Los filamentos de carbonato de calcio presentan una resistencia al impacto significativamente mayor en el polietileno y tienen un menor impacto en la suavidad de la superficie del producto en comparación con la fibra de vidrio.

Cuando se sustituyen las fibras de vidrio por filamentos de carbonato de calcio en el material de nailon, el producto resultante tiene un mejor acabado superficial y el compuesto se puede utilizar en la fabricación de productos plásticos de precisión.

Además, a diferencia de otros materiales, los filamentos de carbonato de calcio se encuentran en abundancia en la naturaleza y están ampliamente distribuidos. El carbonato de calcio también puede reaccionar químicamente con ácidos fuertes para producir dióxido de carbono y sales inorgánicas. Si el cuerpo inhala pequeñas cantidades de carbonato de calcio, este se descompondrá por reacción natural y no causará daño alguno. Por lo tanto, el uso de filamentos de carbonato de calcio como material de refuerzo para plásticos biodegradables no causa contaminación secundaria al medio ambiente y puede reducir eficazmente la contaminación blanca y proteger el medio ambiente.

Aplicaciones en caucho

Se pueden añadir filamentos de carbonato de calcio al caucho natural como relleno, pero debido a la deficiente combinación de relleno y caucho natural, se crea un efecto de vacío superficial. Por lo tanto, es necesario mejorar los filamentos de carbonato de calcio. Chen Tao et al. utilizaron Si-69, estearato de sodio y titanato como agente de acoplamiento para mejorar los filamentos de carbonato de calcio. Los experimentos demostraron que los filamentos de carbonato de calcio tratados presentaron una mayor energía superficial y una mejor interacción interfacial con el caucho natural, lo que podría desempeñar un papel importante en el refuerzo del caucho natural.

Aplicaciones en materiales de fricción

Los bigotes de carbonato de calcio tienen buena resistencia a la temperatura y se pueden utilizar en materiales de fricción para mejorar significativamente la resistencia al desgaste.

Li Litao utilizó filamentos de carbonato de calcio en pastillas de freno para automóviles e investigó sus propiedades de aumento y reducción de la fricción, así como la comparación con el amianto, el carbonato de calcio pesado y los filamentos de carbonato de calcio. Los resultados experimentales muestran que el coeficiente de fricción, la tasa de desgaste y las propiedades mecánicas de las pastillas de freno se optimizan al añadir filamentos de carbonato de calcio al 15 %; además, su rendimiento general es superior al de los otros dos.

Aplicaciones en recubrimientos

En la industria de recubrimientos, los whiskers de carbonato de calcio se utilizan ampliamente en recubrimientos acuosos. En estos recubrimientos, los whiskers de carbonato de calcio pueden actuar como una estructura fundamental gracias a su buena morfología y dispersión, lo que permite aprovechar al máximo sus excelentes propiedades mecánicas. Los recubrimientos rellenos de whiskers de carbonato de calcio presentan un brillo mejorado, una mejor dispersión y una menor hundibilidad. Al utilizar whiskers de carbonato de calcio en recubrimientos, la viscosidad del recubrimiento aumenta significativamente, al igual que la tixotropía, la resistencia de la unión y la estabilidad al almacenamiento. Además, gracias a sus propiedades, los whiskers de carbonato de calcio pueden distribuirse uniformemente en soles de sílice y soluciones de emulsión, reduciendo así la discontinuidad del recubrimiento, lo cual resulta muy efectivo.

Aplicaciones en la producción de papel

En la industria papelera, el uso de carbonato de calcio granular como material de relleno ha mejorado considerablemente el rendimiento y la velocidad de impresión del papel. El uso de whiskers de carbonato de calcio como material de relleno proporciona una imprimibilidad aún mejor y puede utilizarse como aditivo para producir papel con alta blancura y mejor planitud. Gracias a su morfología y propiedades específicas, el papel elaborado con whiskers de carbonato de calcio ofrece mejor imprimibilidad, mayor resistencia y mejor retención que el papel elaborado con calcita. Por lo tanto, gracias a esta ventaja, los whiskers de carbonato de calcio tienen un futuro muy prometedor en la industria papelera, especialmente para la producción de papel con diversas aplicaciones y necesidades.

Aplicaciones en materiales médicos

Además de sus aplicaciones industriales, los filamentos de carbonato de calcio también se utilizan comúnmente en materiales médicos. El calcio es un elemento esencial para el cuerpo humano, generalmente en forma de fosfato de calcio, componente principal de los huesos. Se pueden preparar compuestos óseos artificiales rellenándolos con filamentos de carbonato de calcio y mejorando sus propiedades mecánicas. Los compuestos óseos artificiales fueron preparados por Xu Duyang et al. mediante un método de solución mixta. Los resultados experimentales demuestran que este material óseo artificial no daña las células humanas y tiene un gran valor médico. Además, se consideran un estimulante biomédico ecológico y no tóxico. También se utilizan en el ámbito médico como material activo para la elaboración de medios de cultivo. Se puede afirmar que los filamentos de carbonato de calcio también pueden marcar la diferencia en el ámbito médico.