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硫酸鈣晶須8大(dà)應用領域及研究進展

發布時間：

2023-11-13

硫酸鈣晶須是由石膏礦或工(gōng)業副産品制備而得，是一(yī)種性能優良、性價比極高且無毒的綠色環保材料，可應用到橡膠、塑料、造紙(zhǐ)、瀝青以及建築等行業中(zhōng)。

　　硫酸鈣晶須一(yī)般作爲添加劑使用，硫酸鈣晶須大(dà)規模應用到橡膠、塑料、催化劑以及耐磨材料中(zhōng)。其使用量一(yī)般是基材的5%～15%，按這個比例計算，造紙(zhǐ)行業需求量一(yī)般在25000t/年，橡膠以及塑料行業需求量最少爲40000t/年，随着無機非金屬材料的發展，其在塗料、水泥、瀝青以及醫藥行業都有所應用，硫酸鈣晶須的應用領域前景非常可觀。

1、高分(fēn)子複合材料

　　硫酸鈣晶須在複合材料中(zhōng)的應用，由于硫酸鈣晶須粒徑小(xiǎo)、強度大(dà)且耐高溫性好，因此在高分(fēn)子材料中(zhōng)可以起到骨架的作用。張九枝研究了硫酸鈣晶須對E-44環氧樹(shù)脂力學性能的影響，其研究發現，随着硫酸鈣晶須含量的增加，其材料的拉伸和彎曲強度都在增加，當硫酸鈣晶須添加量在1.5wt%時，其拉伸和彎曲強度達到了最大(dà)值。

　　由于目前SiO2氣凝膠的制備方法複雜(zá)且昂貴，嚴重限制了大(dà)量生(shēng)産和實際應用。Lixiu Yang和其他晶須材料對比，發現硫酸鈣晶須具有出色的機械性能和優良的物(wù)理化學性能，因此将硫酸鈣晶須作爲粘土氣凝膠的增強材料。通過冷凍幹燥工(gōng)藝，以蒙脫鈉鈉爲基質，CSW爲強增強劑，PVOH爲粘合劑，成功地制備了可再生(shēng)的泡沫狀整體(tǐ)式CSW/粘土氣凝膠複合材料。實驗結果表明通過添加硫酸鈣晶須提高了粘土氣凝膠的壓縮性能和隔熱性能。

2、塗料

　　硫酸鈣晶須具有良好的相容性、平滑性和化學穩定性，将其加入到乳膠漆中(zhōng)可以使漆面更加平滑。張熠等專門研究了硫酸鈣晶須在乳膠漆中(zhōng)的應用，其通過探究不同硫酸鈣晶須用量對乳膠漆性能的影響。實驗結果表明在乳膠漆中(zhōng)加入硫酸鈣晶須質量分(fēn)數在0.5%～2.5%時，其耐洗刷性、對比率以及彈性都明顯提高了，同時使乳膠漆成爲啞光色，不用再次進行消光處理。硫酸鈣晶須的加入會提高漆膜的附着力，其加入量在0.5%時，漆膜的附着力等級由6級提高到了4級，加入量達到2.5%時，漆膜附着力沒有再次提升。硫酸鈣晶須的加入對乳膠漆的耐水性、耐堿性和耐低溫穩定性沒有影響，降低了白(bái)度，對耐候性有一(yī)定的影響。

3、造紙(zhǐ)

　　硫酸鈣晶須通過代替天然植物(wù)纖維用于造紙(zhǐ)，可以充分(fēn)降低成本，因爲硫酸鈣晶須在白(bái)度方面有一(yī)定的優勢，其纖維狀結構可以使紙(zhǐ)料的強度不會因爲添加物(wù)料而降低；硫酸鈣晶須有很強吸附性，可以吸附紙(zhǐ)料中(zhōng)的大(dà)多填料，減少物(wù)料的使用。王成海研究了硫酸鈣晶須添加到紙(zhǐ)張中(zhōng)，未改性的硫酸鈣晶須因爲溶解度較高導緻其紙(zhǐ)張灰度含量降低，添加改性的硫酸鈣晶須後，使紙(zhǐ)張的強度和灰分(fēn)含量明顯提高。

4、摩擦材料

　　硫酸鈣晶須由于其無毒，耐磨性好，可以代替部分(fēn)有毒的石棉增加摩擦材料的耐磨性、彈性和抗拉伸性。Sudhan Raj Jeganmohan等研究了硫酸鈣晶須加入量對汽車(chē)制動摩擦材料（BFM）摩擦性能的影響。由于制動過程中(zhōng)會使摩擦墊片表面的有機聚合物(wù)基體(tǐ)降解，導緻摩擦材料的機械性能和摩擦性能下(xià)降，溫度對制動效果的影響和制動摩擦材料恢複摩擦穩定性的能力是評價摩擦材料的主要依據。實驗發現添加5%硫酸鈣晶須的摩擦材料磨損率較小(xiǎo)，在硫酸鈣晶須添加10%時，其顯示出更穩定的摩擦系數。硫酸鈣晶須的加入提高了摩擦性能，表現出良好的摩擦恢複能力。

　　盧明宇研究了硼酸鎂和硫酸鈣晶須的複合材料對制動片的影響，研究發現，添加複合材料的制動片在高溫300～350℃時，其摩擦系數并沒有變低且磨損率也沒升高。

5、瀝青

Taotao Fan等采用無水硫酸鈣晶須和半水硫酸鈣晶須來改善瀝青粘合劑的性能，實驗結果表明硫酸鈣晶須的加入都提高了瀝青粘結劑的抗碾壓性，硫酸鈣晶須的加入量越多，瀝青的耐高溫性越好且熱穩定性好。無水硫酸鈣晶須改性的瀝青熱穩定性高于半水硫酸鈣晶須。半水硫酸鈣晶須改性的瀝青粘結劑耐高溫性高于無水硫酸鈣晶須改性的瀝青粘結劑。無水硫酸鈣晶須加入量在9%時是一(yī)個轉折點，當低于此值時，瀝青的抗碾壓能力和耐高溫性都不如基體(tǐ)本身，相反高于9%時，瀝青有很好的抗碾壓能力和耐高溫性能。

6、水泥

WAN Lianjian等将硫酸鈣晶須作爲水泥的補強材料，研究硫酸鈣晶須對水泥的力學性能影響。由于硫酸鈣晶須并沒有和水泥中(zhōng)的主要成分(fēn)發生(shēng)化學反應。硫酸鈣晶須本身具有優異的機械性能、相容性以及有适當的界面結合強度，有利于水泥獲得更好的增強和增韌效果。由于硫酸鈣晶須是超細纖維材料，加入到水泥中(zhōng)主要作用機理是負荷傳遞、裂紋橋接、裂紋偏轉以及拔出效應。結果表明，通過摻入5wt％的CaSO4晶須，砂漿試樣的抗彎強度和抗壓強度分(fēn)别提高了28.3％和8.5％。此外(wài)，通過X射線衍射（XRD）和掃描電(diàn)子顯微鏡（SEM）鑒定了CaSO4晶須硬化的水泥基體(tǐ)的化學組成和結構轉變。可以得出結論，CaSO4晶須可以有效地阻止微裂紋擴展的形成并限制其聚結，水泥當中(zhōng)無害孔率從9.33％增加到10.62％，有害孔率從2.08％下(xià)降到1.90％，因此，晶須可以優化水泥的孔徑分(fēn)布。

7、瓷磚

Zimo Sheng等将磷酸石膏利用水熱合成法制備出非煅燒瓷磚，其中(zhōng)硫酸鈣晶須作爲增強劑來改善瓷磚的機械強度。當硫酸鈣晶須的含量在1%時，此時瓷磚具有高彎曲強度，與不含硫酸鈣晶須的瓷磚對比，彎曲強度提高了80%左右。同時可以改善産品的機械性能并減少水合時間。高強度的CSW可以與石膏晶體(tǐ)牢固結合并充當“橋梁”，從而在整個瓷磚内形成緊密連接的網絡。

8、醫療

　　納米級硫酸鈣晶須可以應用在松質骨缺損的修複材料當中(zhōng)，由于硫酸鈣晶須有良好的相容性和骨傳導性。黃強研究了锶（0.5%）摻在硫酸鈣晶須當中(zhōng)，用于補缺骨缺損，锶對于骨細胞可以增加骨頭活性，加快缺損區域的修複。

　　資(zī)料來源：《牛小(xiǎo)超,吳錦繡,柳召剛,等.硫酸鈣晶須的研究進展[J].應用化工(gōng),2022,51(04):1174-1180+1201》，由【粉體(tǐ)技術網】編輯整理，轉載請注明出處！