硫酸钙晶须


硫酸钙晶须 英文名:Calcium sulfate whisker
CAS登录号:【10101-41-4】

硫酸钙晶须,又称石膏晶须,国际商品名称为“ONODA-GPF”,是无水硫酸钙的纤维状单晶体,白色疏松针状物,具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸,其平均长径比一般为50~80。微溶于水,在水溶液中呈中性。具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理,与树脂、塑料、橡胶相容性好,能够均匀分散,pH值接近中性。优良的增强功能和阻燃性。和其他无机晶须相比,硫酸钙晶须是毒性最低的绿色环保材料。

指标名称 指标 指标名称 指标
晶须组成 CaSO4 拉伸强度,GPa 20.5
松装密度,g/cm3 ≤0.3 拉伸模量,GPa 178
直径,μm 1~6 水溶性(22℃),% ≤0.02
熔点,℃ 1450 硬度(莫氏) 3
耐热性,℃ 1000 长径比 ≥30

硫酸钙晶须用途:

  1. 填充剂:可用作中等强度的填充剂,细径纤维的补强效果与其它高性能纤维增强材料的补强效果接近;
  2. 增强剂:用作增强组元,可以作为塑料、尼龙、聚氨酸、橡胶等材料的增强组元。 如热缩树脂、热硬性树脂、橡胶补强材料、涂膜增强剂、纸张填料。用它增强的塑料制品,抗拉强度、弯曲强度、弯曲弹性率和热变形温度均有提高;
  3. 硫酸钙晶须可以代替石棉(石棉毒性大)用于:磨擦材料、建筑材料、密封材料、保温、保冷材料、还可部分代替玻璃纤维;
  4. 硫酸钙晶须可用作阻燃和抗静电添加剂;
  5. 增粘材料、阻燃材料,可以增强聚合物及金属的强度,使其具有良好的加工流动性,获得表面光洁度高的制件;
  6. 用于环境工程。硫酸钙晶须的松散密度极小,具有巨大的比表面积。硫酸钙晶须无毒,特别适合饮料、药品的过滤。在使用硫酸钙晶须过滤高温或有腐蚀性的液体或气体时,在过滤之前不必进行冷却或中和,而是可以直接进行过滤。

应用事例:

  1. 硫酸钙晶须在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料中可以改善制品的性能。以聚丙烯为例, 拉伸强度、弯曲强度提高。工程中会用到复合材料,PP/EPDM(聚丙烯/三元乙丙橡胶)是其中的一种,硫酸钙晶须在复合材料中同样具有较好的增强作用, 拉伸强度、弯曲强度提高。在环氧树脂粘结剂中加入硫酸钙晶须,可改善粘结剂的粘结强度;
  2. 尼龙具有优越的耐热性和机械强度,多用于汽车部件。为改进其成型收缩性和弹性模量,主要使用玻璃纤维进行增强,但制件的表面光洁度并不理想。尼龙中含有20%的硫酸钙晶须,其弯曲强度达115N/mm2,拉伸强度达3437N/mm2,不仅大大增强了尼龙6的强度,而且使制品光洁度有了很大改善;
  3. 金属铝与经高温煅烧的硫酸钙晶须制得的复合材料强度高、硬度大,是很好的载重材料。硫酸钙晶须作为纸张的填充剂,可以改善其不透明性、可塑性、阻燃性以及印刷性能。

使用说明:

  • 可配合偶联剂使用,用有机硅烷或钛酸脂等预先对晶须进行处理;
  • 综合考虑拉伸强度、弯曲强度和冲击强度,确定其最佳用量,使材料性能均衡。

注意事项:

由于晶须的长径比超过某一临界值时,才有明显的增强效果。所以使用和处理时必须十分细心,在运输与使用操作中,应尽量减少机械破坏。