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氧化鈣的應用前景廣闊

  氧化鈣的應用前景非常廣闊。塑料、橡膠、造紙、建材等領域是作為其用量大戶還是深具挖潛的空間。

  我國是當今世界上塑料制品的生產和消費大國。目前塑料制品及材料的總產量達7000萬噸/年,已成為名副其實的塑料大國。而塑料加工中用量最大的粉體填充料就是氧化鈣,每年用于塑料填充的氧化鈣量約為900—1000萬噸。

  氧化鈣在塑料制品應用,不但可以較好的改變制品的力學性能,而且又是非常便宜的增量劑,在制品中大量填充氧化鈣,可以節省大量塑料原料;更為重要的是它又是非常環保的材料。上世紀80年代,國外就已經出現了用氧化鈣和塑料生產塑料紙。近幾年,我國也已經有了這種塑料紙,稱之為石頭紙。這種塑料紙實際上就是高填充量氧化鈣的塑料薄膜。用這種塑料薄膜取代紙張,可以節省大量木材,同時又可以回收重復利用。如果廢棄在外面,經日光照曬,很容易分解,對環境也不會造成污染。所以加快這種高填充量氧化鈣的塑料薄膜技術的研究開發力度將是一件非常利國利民的好事。

  橡膠工業用氧化鈣作為填充增量劑、補強劑,早在18世紀的國外已經大量使用。由于汽車工業的發展,氧化鈣被大量使用于輪胎中。我國1929年開始生產輕質氧化鈣,用于膠鞋、膠管等橡膠制品中。1980年,我國自行研制出的超微細氧化鈣(粒徑為10um的納米氧化鈣)在橡膠中作為補強材料被應用。目前,我國橡膠耗用量達600多萬噸/年,耗用氧化鈣達100多萬噸。由于橡膠是從橡膠樹采集而來的,橡膠樹是熱帶植物,我國只有海南、云南少量種植,遠不能滿足需求,而絕大部分需要靠進口。

  氧化鈣 在天然膠、合成膠中填充,可以起到增容,使膠料堅挺,粒徑較小的活性鈣、超微細氧化鈣(納米鈣)又是較好的補強劑。經試驗,氧化鈣經活性助劑表面修飾化處理后,用于橡膠中,其填充量可以提高到原填充量的2-3倍,這樣就可以節省大量橡膠。目前,超微細氧化鈣由于顆粒接近于分子、原子尺寸,范德華力和分子間的力使其團聚,很難打開。但是如果將超微細氧化鈣和天然乳膠或合成乳膠合成,制成納米母膠,這就使超微細氧化鈣所顯示的功能大不一樣了。這項技術一旦能突破,將使納米材料在各個領域獲得大規模應用,尤其是從節約不可再生的能源和保護環境的角度考慮,擺脫橡膠配合劑對石油資源的依賴,采用氧化鈣來取代以石油為原料的補強劑碳黑是未來的發展方向,氧化鈣前途不可限量。

  目前,我國造紙總量約6000萬噸/年左右,氧化鈣在造紙中是作為填充劑,每年的需求量約600萬噸。由于造紙大量消耗木材,同時又產生大量的三廢污染環境,增加紙制品中氧化鈣的填充量是減少木材消耗的最好途徑。國內外也都致力于造紙氧化鈣的研究,以提高氧化鈣在紙制品中的填充量。由于氧化鈣是無機礦物,它沒有和紙張結合的基礎,因此如何將氧化鈣界面進行修飾處理,使其表面接上某種基團,和紙漿纖維能相融也是未來研究的前沿方向。這樣不但可以大大的增加氧化鈣的填充量,以減少紙漿的用量,同時也減少了三廢排放和木材使用量,保護了環境。

  現在我國建筑涂料產量為260萬噸/年,需氧化鈣約為80萬噸。隨著城市化建設和住宅建設的快速發展,需求量每年均以20%的增長速度遞增,建筑涂料中的內外墻涂料的品種也在不斷更新。隨著社會的進步,人們對涂料也提出了新的需求,如要求建筑涂料要抵御墻面裂縫問題,涂料隔熱保溫等,這些都對氧化鈣提出了新的要求,研究涂料用氧化鈣也是當務之急。

  氧化鈣作為環境友好材料在各個領域都得到了廣泛的應用,它能有效地降低價格昂貴的材料的使用量,尤其是在塑料制品中,由于大量填充了氧化鈣,有效地節省了塑料材料的使用量,降低了制品的成本。如氧化鈣經活性助劑表面修飾處理后,在塑料薄膜中可以添加50%以上,有效地降低塑料的使用量。這種高填充粉體的塑料薄膜不僅制作成本低,而且使用后廢棄在外面經太陽照曬后幾天就分解了,不會造成環境污染。我國目前塑料制品的產量為7000萬噸左右,氧化鈣在塑料制品中的填充量平均每提升1%,就可以節省塑料20萬噸左右,按每噸塑料需3噸原油計算,可節省60萬噸石油。