石膏的(de)“變身”--- 硫酸鈣晶須

身體細長，兄弟成雙，隻會吃菜，不(bù)會喝湯。這(zhè)說(shuō)的(de)是(shì)筷子(zǐ)。筷子(zǐ)是(shì)中國(guó)的(de)國(guó)粹，是(shì)當今世界上(shàng)獨樹一(yī / yì ／yí)幟的(de)餐具。你是(shì)否認真審視過中華國(guó)粹 -- 筷子(zǐ)象牙筷子(zǐ)，牙骨筷子(zǐ)，玉石筷子(zǐ)，陶瓷筷子(zǐ)，竹木筷子(zǐ)，塑料筷子(zǐ)，不(bù)鏽鋼筷子(zǐ)，金、銀、銅等金屬筷子(zǐ)……從古至今，筷子(zǐ)選取粉材已經多樣化，而(ér)且功能多樣化。有抗菌的(de)納米筷子(zǐ)，有具有良好抗腐蝕能力、生物相容性的(de)鎳钛合金筷子(zǐ)，也(yě)有加入硫酸鈣晶須、耐高溫、不(bù)變形的(de)筷子(zǐ)。硫酸鈣晶須爲(wéi / wèi)何物？？？硫酸鈣晶須的(de)結構特點硫酸鈣晶須，又稱石膏晶須，是(shì)硫酸鈣的(de)纖維狀單晶體，白色疏松針狀物，具有完善的(de)結構、完整的(de)外形、特定的(de)橫截面、穩定的(de)尺寸。具有顆粒狀填料的(de)細度、短纖維填料的(de)長徑比、耐高溫、耐酸堿性、抗化學腐蝕、韌性好、電絕緣性好、強度高、易進行表面處理，與樹脂塑料、橡膠相容性好，能夠均勻分散，具有優良的(de)增強功能和(hé / huò)阻燃性。硫酸鈣晶須基本性能參數目前市面上(shàng)的(de)硫酸鈣晶須主要(yào / yāo)分爲(wéi / wèi)3種：二水硫酸鈣晶須、半水硫酸鈣晶須、無水硫酸鈣晶須，3種不(bù)同結構的(de)晶須在(zài)常壓下具有4種變體。常壓下不(bù)同硫酸鈣晶須的(de)4種變體硫酸鈣晶須：石膏的(de)“變身”生成硫酸鈣晶須的(de)主要(yào / yāo)原料是(shì)石膏，石膏作爲(wéi / wèi)硫酸鈣晶須制備的(de)前驅體，大(dà)量出(chū)自開采天然石膏礦。近年來(lái)，由于(yú)天然石膏開采帶來(lái)的(de)礦難、次生災害不(bù)斷嚴重破壞及污染開采地(dì / de)自然資源，如今利用廉價原材料如脫硫石膏、磷石膏、廢鹵廢渣、冶金廢水等，成爲(wéi / wèi)硫酸鈣晶須制備的(de)新趨勢。目前，硫酸鈣晶須的(de)制備方法主要(yào / yāo)有常壓酸化法、水熱合成法、離子(zǐ)交換法與微乳法。常壓酸化法常壓酸化法是(shì)原材料在(zài)一(yī / yì ／yí)定溫度的(de)酸性環境中達到(dào)過飽和(hé / huò)的(de)狀态，借助溫度對硫酸鈣溶解度的(de)影響，實現硫酸鈣的(de)溶解與析出(chū)結晶，再經過濾、洗滌、幹燥等工藝得到(dào)産品。常壓酸化法制備硫酸鈣晶須工藝流程優點：對設備的(de)要(yào / yāo)求較低，有效降低成本。缺點：得到(dào)的(de)産品産率低，質量差，且溶液呈強酸性，對設備腐蝕性大(dà)，廢液處理成本高，導緻生産成本增加。水熱合成法水熱合成法針對硫酸鈣難溶的(de)特點，在(zài)一(yī / yì ／yí)定溫度、一(yī / yì ／yí)定壓力下以(yǐ)水溶液作爲(wéi / wèi)反應體系，促使硫酸鈣溶解、結晶析出(chū)晶體。反應前驅體經粉碎研磨後，與水配成一(yī / yì ／yí)定濃度的(de)料漿，并調節好pH，經預熱後将反應物放入反應釜中，反應一(yī / yì ／yí)段時(shí)間後經過濾、洗滌、幹燥、解聚精制得到(dào)最終産品。水熱合成法制備硫酸鈣晶須工藝流程優點：有效地(dì / de)解決了(le／liǎo)硫酸鈣難溶解的(de)難題，通過釜内反應實現合成與晶化一(yī / yì ／yí)步完成，生産出(chū)形貌完整、粒度均勻，團聚較少的(de)硫酸鈣晶須。缺點：存在(zài)設備密閉性要(yào / yāo)求高，生産過程可視性低，生産成本高等問題。離子(zǐ)交換法離子(zǐ)交換法是(shì)以(yǐ)離子(zǐ)交換樹脂爲(wéi / wèi)模闆，将離子(zǐ)交換樹脂與硫酸鹽溶液混合，利用離子(zǐ)交換樹脂對溶液中不(bù)同離子(zǐ)的(de)選擇性，将溶液中的(de)離子(zǐ)與樹脂中的(de)可交換離子(zǐ)進行交換，然後過濾幹燥得到(dào)産品。離子(zǐ)交換法制備硫酸鈣晶須工藝流程優點：無需洗滌可直接幹燥處理，産品形貌完整，純度高，另外該方法操作簡單，對設備要(yào / yāo)求低，能耗低，離子(zǐ)交換樹脂可以(yǐ)循環利用，大(dà)大(dà)地(dì / de)降低了(le／liǎo)生産成本。缺點：運用到(dào)工業實際生産中仍然需要(yào / yāo)不(bù)斷改進，開發選擇性差，容量大(dà)，抗氧化的(de)離子(zǐ)型交換樹脂，傾力開發新材料，實現投資小，收益大(dà)的(de)良好局面。微乳液法微乳法是(shì)無機材料制備中一(yī / yì ／yí)種傳統的(de)方法，含Ca2+與SO42-的(de)2種微乳液混合，借助表面活性劑改變界面性質，經攪拌、靜置、過濾、洗滌等工藝得到(dào)産品。微乳液法制備硫酸鈣晶須工藝流程優點：可以(yǐ)使晶須的(de)形貌得到(dào)有效的(de)控制，可以(yǐ)達到(dào)納米級别，并且工藝簡單，對設備要(yào / yāo)求低。缺點：工業實際生産難度大(dà)；實驗過程中參與反應的(de)表面活性劑、助表面活性劑等對産品的(de)形貌結構與尺寸影響較大(dà)，但是(shì)這(zhè)方面研究尚不(bù)完善。硫酸鈣晶須的(de)應用在(zài)造紙中應用硫酸鈣晶須化學性質穩定，白度高，且具有很強的(de)吸附性，若在(zài)造紙時(shí)加入硫酸鈣晶須，不(bù)僅降低植物纖維的(de)消耗，而(ér)且減少造紙廢水的(de)排放，市場應用前景較廣闊。在(zài)複合材料中應用硫酸鈣晶須具有直徑小、長度短、強度高以(yǐ)及耐高溫性能顯著等特性，因而(ér)賦予高分子(zǐ)材料理想的(de)物理性能和(hé / huò)加工性能。晶須在(zài)聚合物中起到(dào)骨架作用，從而(ér)能收到(dào)外載荷作用時(shí)有效傳遞應力，阻止聚合物基體裂紋擴展，顯著提高聚合物材料如LLDPE薄膜、聚己内酯等的(de)力學性能。在(zài)瀝青中應用硫酸鈣晶須能與瀝青較好的(de)融合，硫酸鈣晶須改性的(de)高模量瀝青混合料可以(yǐ)在(zài)不(bù)降低混合料低溫性能的(de)同時(shí)，有效地(dì / de)提高混合料的(de)高溫穩定性、水穩性和(hé / huò)抗疲勞性能。硫酸鈣晶須可作爲(wéi / wèi)瀝青填料使用，它對提高瀝青的(de)軟化溫度有着決定性的(de)影響。在(zài)塗料中應用硫酸鈣晶須具有優良的(de)耐熱、防腐蝕、防火、絕緣等物理化學性質，将其分散在(zài)塗料中能夠增強其性能和(hé / huò)節約成本。可應用于(yú)防水、防火等多功能塗料中。在(zài)催化劑中應用硫酸鈣晶須具有良好的(de)催化性，對催化合成醋酸正丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等酯合成反應的(de)催化效率高，酯化産率達90%以(yǐ)上(shàng)，且催化劑重複使用次數幾乎不(bù)影響其催化性能。在(zài)醫學中應用硫酸鈣晶須是(shì)一(yī / yì ／yí)種優良的(de)骨傳導材料，具有良好的(de)生物相容性。在(zài)摩擦材料中應用硫酸鈣晶須可以(yǐ)代替有毒的(de)石棉有效的(de)增強摩擦材料的(de)耐拉伸強度、彈性和(hé / huò)穩定性。在(zài)廢水中應用硫酸鈣晶須具有大(dà)的(de)比表面積和(hé / huò)表面自由能，可應用到(dào)廢水中重金屬離子(zǐ)的(de)去除。在(zài)其他(tā)方面的(de)應用硫酸鈣晶須由于(yú)其無毒、廉價、表面積大(dà)、晶須簡單完整等優點，在(zài)飲品行業中被用作啤酒、飲料、礦泉水的(de)過濾材料；在(zài)保溫、隔音材料行業中被用作改性劑，大(dà)大(dà)提高材料的(de)機械性能，實用價值高，工業生産簡單，經濟效益明顯。小結硫酸鈣晶須是(shì)一(yī / yì ／yí)種綠色環保、性能好、價格低廉的(de)新型晶須材料，我國(guó)自20世紀80年代末期才開始對硫酸鈣晶須進行研究，起步較晚，但發展卻較爲(wéi / wèi)迅速，研究與應用均已處于(yú)國(guó)際領先位置。硫酸鈣晶須良好的(de)特性，使其具有廣闊的(de)應用前景。另外對硫酸鈣晶須進行納米産物摻雜改性，使其兼具納米産物特殊性能，可争取更大(dà)的(de)發展空間。來(lái)源：中國(guó)粉體網