فرمول تولید خمیر بازی آریا

چگونه خمیر بازی خشک نشود

جایگزین سیلیکون در خمیر بازی

روش سبک شدن خمیر بازی معمولی

فرمولاسیون خمیر ارگانیک

فرمول جدید خمیر بازی گیاهی

فرایند تولید شن جادویی

ساخت آبرنگ

روش تولید گواش

فرمول ساخت پاستل گچی یا روغنی

روش ساخت وارنیش

فرمولاسیون انواع اسلایم

فرمول تولید رنگ هنری

ساخت پودر زغال (مداد  ذغال)

طریقه تولید حباب ساز تفنگی و ساده

 

 

 

_چکیده

 

 اختراع حاضر یک ترکیب بازی شامل چسب پلیمری و روغن است.  

در یک تجسم، بایندر یک کوپلیمر سه بلوکی هیدروژنه شامل استایرن است.  

روغن یک روغن معدنی است.  

این ترکیب ممکن است شامل یک نرم کننده، یک عامل رهاسازی و یک یا چند پرکننده باشد.

 

_ادعاها

 آنچه ادعا می شود این است:

 

 1. یک ترکیب خمیر قالب گیری مقاوم در برابر خشک شدن، ترکیب شامل:

 یک اتصال دهنده شامل یک کوپلیمر سه بلوکی A-B-A.  

 یک روغن

 

 2. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن چسب کوپلیمر بلوکی یک کوپلیمر بلوکی استایرنی است.

 

 3. ترکیب خمیر ادعای 2، که در آن بایندر کوپلیمر بلوکی دارای محتوای استایرن حدود 35 درصد یا کمتر است.

 

 4. ترکیب خمیری ادعای 3، که در آن چسب کوپلیمر بلوکی از گروهی شامل یک کوپلیمر استایرن-(اتیلن/بوتیلن)-استایرن، یک کوپلیمر استایرن- (اتیلن-اتیلن/پروپیلن)-استایرن و یک استایرن انتخاب شده است.-(اتیلن/پروپیلن)-کوپلیمر استایرن.

 

 5. ترکیب خمیری ادعای 1، که در آن بایندر بلوک کوپلیمر یک کوپلیمر گرمانرم استایرن- (اتیلن-اتیلن/پروپیلن)-استایرن با محتوای استایرن حدود 30 درصد وزنی است.

 

 6. ترکیب خمیری ادعای 1، که در آن بایندر بلوک کوپلیمر یک کوپلیمر گرمانرم استایرن- (اتیلن/پروپیلن)-استایرن با محتوای استایرن حدود 10 تا 15 درصد وزنی است.

 

 7. ترکیب خمیری ادعای 1، که در آن، بایندر به مقدار حدود 2 درصد وزنی تا حدود 60 درصد وزنی در ترکیب وجود دارد.

 

 8. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن بایندر در ترکیب به مقدار حدود 3 درصد وزنی تا حدود 15 درصد وزنی موجود است.

 

 9. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن بایندر در ترکیب به مقدار حدود 3 درصد وزنی تا حدود 10 درصد وزنی وجود دارد.

 

 10. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن بایندر در ترکیب به مقدار حدود 6 درصد وزنی وجود دارد.

 

11. ترکیب خمیر ادعای 1 که بیشتر شامل یک نرم کننده است.

 

 12. ترکیب خمیر ادعای 11، که در آن نرم کننده یک استر اسید سیتریک است.

 

 13. ترکیب خمیر ادعای 12، که در آن نرم کننده استیل تروبتیل سیترات است.

 

 14. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن روغن به مقدار حدود 4 درصد وزنی تا حدود 80 درصد وزنی وجود دارد.

 

 15. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن روغن به مقدار حدود 40 درصد وزنی تا حدود 80 درصد وزنی وجود دارد.

 

 16. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن روغن به مقدار حدود 42 درصد وزنی تا حدود 52 درصد وزنی وجود دارد.

 

 17. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن روغن یک روغن معدنی سفید است.

 

 18. ترکیب خمیر ادعای 1 شامل مواد پرکننده انتخاب شده از گروهی متشکل از نشاسته، نشاسته اصلاحشده، میکروکرههای پلاستیکی، آرد، تالک، خاک دیاتومه و مخلوطهای آنهاست.

 

 19. ترکیب خمیر ادعای 1، که در آن:

 

 چسب کوپلیمر بلوکی از گروهی شامل یک کوپلیمر استایرن (اتیلن/بوتیلن)-استایرن، یک کوپلیمر استایرن-(اتیلن-اتیلن/پروپیلن)-استایرن و یک کوپلیمر استایرن-(اتیلن پروپیلن)-استایرن انتخاب می شود.

 

 محتوای استایرن بایندر بلوک کوپلیمر تا حدود 35٪ است.

 

 بایندر در ترکیب به مقدار حدود 3 تا 15 درصد وزنی وجود دارد.  

روغن، روغن معدنی موجود در ترکیب به مقدار حدود 40 درصد وزنی تا حدود 70 درصد وزنی است.

 

 یک نرم کننده موجود در مقدار حدود 3 درصد وزنی تا حدود 10 درصد وزنی

 

 20. ترکیب خمیر ادعای 19، که در آن:

 

 بایندر بلوک کوپلیمر دارای محتوای استایرن حدود 10 تا 30 درصد وزنی بر اساس وزن پلیمر است.  

 نرم کننده از یک استر اسید سیتریک تشکیل شده است.

 

_شرح

 _زمینه اختراع

 

اختراع حاضر به سمت یک خمیر مدلسازی بازی برای کودکان و بهویژه به سمت یک ترکیب خمیر مدلسازی مبتنی بر روغن شامل یک چسب کوپلیمری گرمانرم است.

 

_پیشینه اختراع

 

بازی ترکیبات خمیر مدل سازی نه تنها کودکان را سرگرم می کند، بلکه به رشد مهارت های دستی، مهارت و خلاقیت نیز کمک می کند.  

این ترکیبات خمیر مواد چکش خواری را ایجاد می کند که ممکن است توسط کودک دستکاری و شکل بگیرد.  

ترکیبات معمولی خمیر معمولاً فرمولاسیون های حاوی آب هستند که از نشاسته به عنوان یک چسب استفاده می کنند.  

با گذشت زمان، آب موجود در ترکیب تبخیر می شود و نشاسته دچار پسرفت می شود و باعث خشک شدن و سفت شدن خمیر می شود.  

در نتیجه، ترکیبات خمیر معمولی علاوه بر داشتن انعطاف پذیری ضعیف، تمایل به پوسته پوسته شدن، ترک خوردن، جمع شدن و خرد شدن دارند.

 

بنابراین، ارائه یک ترکیب خمیر مدلسازی بازی که در برابر خشک شدن مقاوم باشد، به راحتی چکشخوار باشد و رنگ خود را در طول استفاده حفظ کند، مطلوب است.

 

 _خلاصه اختراع

 

اختراع حاضر به سمت یک ترکیب بازی شامل چسب پلیمری و روغن است.  

در یک تجسم، بایندر یک کوپلیمر سه بلوکی هیدروژنه شامل استایرن است و روغن یک روغن معدنی است.  

این ترکیب ممکن است شامل یک نرم کننده، یک عامل رهاسازی و یک یا چند پرکننده باشد.  

 

_توصیف همراه با جزئیات

 

ترکیب اصلی برای خمیر قابل قالب گیری اختراع حاضر شامل یک چسب پلیمری و روغن است.  

به طور خاص، خمیر قابل قالب گیری ممکن است بر پایه خمیر یا پایه چسباننده باشد.  

بایندر این اختراع یک بایندر کوپلیمری سه بلوک ترموپلاستیک (A-B-A) است.  

ترجیحاً، پلیمر یک کوپلیمر استایرنی هیدروژنه است که دارای محتوای پلی استایرن تا حدود 35 درصد وزنی است تا ویژگی های ازدیاد طول مورد نظر را ارائه دهد (درصد پلی استایرن ممکن است قبل از هیدروژناسیون آزمایش شود).  

کوپلیمر ممکن است یک کوپلیمر خطی باشد.  

در یک تجسم، کوپلیمر بلوک ممکن است دارای محتوای استایرن حدود 10 تا 30 درصد وزنی باشد، بسته به ترکیب بلوک میانی.  

در یک تجسم، بایندر یک کوپلیمر بلوکی استایرنی با یک بلوک میانی اتیلن/بوتیلن است، یعنی یک کوپلیمر ترموپلاستیک استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS) با محتوای استایرن حدود 30 درصد وزنی (به عنوان مثال، Kraton G1 650).  

 

در تجسم دیگر، بایندر یک کوپلیمر بلوکی استایرنی با بلوک میانی اتیلن-اتیلن/پروپیلن است، یعنی یک کوپلیمر گرمانرم استایرن-(اتیلن-اتیلن/پروپیلن)- استایرن (SEEPS) که محتوای استایرن حدود 30 درصد وزنی (e) دارد. SEPTON 4044، 4055، و 4077، موجود در Kuraray Co., Ltd., Houston, TX).  

در تجسم دیگری، بایندر یک کوپلیمر بلوکی استایرنیک با یک بلوک میانی اتیلن/پروپیلن است، یعنی یک کوپلیمر گرمانرم استایرن-اتیلن/پروپیلن-استایرن (SEPS) با محتوای استایرن در حدود 10 تا 15 درصد وزنی (به عنوان مثال SEP).  

 

بایندر کوپلیمر ممکن است به مقدار حدود 2 درصد وزنی تا حدود 60 درصد وزنی در ترکیب موجود باشد.  

در یک تجسم، مقدار بایندر کوپلیمر به مقدار حدود 3 درصد وزنی تا حدود 15 درصد وزنی وجود دارد.  

به عنوان مثال، بایندر کوپلیمر به مقدار حدود 5 درصد وزنی تا حدود 11 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 6 درصد وزنی) وجود دارد.  

در تجسم دیگر، بایندر کوپلیمر به مقدار حدود 35 درصد وزنی تا حدود 55 درصد وزنی وجود دارد.

این روغن ممکن است روغن سفید مانند روغن معدنی (پارافین مایع) و به ویژه روغن معدنی سفید روشن (به عنوان مثال، Drakeol® 9 و 10، موجود در Calumet Specialty Products Partners، Indianapolis، IN) باشد.  

روغن ممکن است به مقدار حدود 4 درصد وزنی تا حدود 80 درصد وزنی وجود داشته باشد.  

روغن ممکن است بزرگترین جزء (از نظر درصد وزنی) ترکیب را تشکیل دهد.  

به عنوان مثال، روغن به مقدار حدود 40 درصد وزنی تا حدود 70 درصد وزنی وجود دارد.  

در یک تجسم، روغن در مقداری از حدود 42 درصد وزنی تا حدود 52 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 48 درصد وزنی) وجود دارد.  

در تجسم دیگر، روغن به مقدار حدود 60 درصد وزنی تا حدود 80 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 70 درصد وزنی) وجود دارد.

 

 ترکیب خمیر مدلسازی ممکن است شامل یک نرمکننده موثر برای ایجاد انعطافپذیری بیشتر به چسب کوپلیمر باشد.  

در یک تجسم، نرم کننده یک استر اسید سیتریک است.  

به عنوان مثال، استر اسید سیتریک استیل تری-ن-بوتیل سیترات است (به عنوان مثال، Citrofol® BII، موجود در Jungbunzlauer Suisse AG، بازل سوئیس).  

نرم کننده ممکن است به مقدار حدود 3 تا حدود 10 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 4 تا 8 درصد وزنی) وجود داشته باشد.

ترکیب خمیر مدل سازی بازی اختراع حاضر ممکن است شامل یک عامل رهاسازی نیز باشد.  

در یک تجسم، عامل رهاسازی ممکن است یک ترکیب سیلیکونی باشد.  

به عنوان مثال، عامل آزاد کننده سیال سیلوکسان مانند پلی دی متیل سیلوکسان (دی متیکون) است (به عنوان مثال، سیال Xiameter® 200، موجود در شرکت داو کورنینگ، میدلند، MI).  

عامل رهاسازی ممکن است در ترکیب خمیر به مقدار حدود 1 درصد وزنی تا حدود 4 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 2 درصد وزنی) وجود داشته باشد.

 

ترکیب خمیر مدل سازی اختراع حاضر ممکن است شامل یک یا چند ماده پرکننده باشد.  

مواد پرکننده شامل نشاسته، نشاسته اصلاح شده، میکروکره های پلاستیکی (توخالی یا جامد)، آرد، تالک، کربنات کلسیم، الیاف سلولز، میکا، خاک رس، سیلیکات ها، خاک دیاتومه و ترکیبی از آنها می باشد.  

به عنوان مثال، ترکیب خمیر ممکن است حاوی یک یا چند مورد از موارد زیر باشد:

 0 درصد وزنی تا حدود 25 درصد وزنی آرد. 0 تا حدود 10 درصد وزنی نشاسته اصلاح شده (مثلاً نشاسته مومی مشتق شده از ذرت مومی). 0 درصد وزنی تا 35 درصد وزنی دیاتومیت؛ 0 درصد وزنی تا حدود 5 درصد وزنی میکروکره های پلاستیکی منبسط شده خشک؛ و 0 درصد وزنی تا حدود 10 درصد وزنی تالک.

 

 به عنوان مثالی خاص، ترکیب خمیر ممکن است شامل یک یا چند مورد از پرکننده های زیر باشد: آرد سفید نشده به مقدار حدود 5 درصد وزنی تا حدود 18 درصد وزنی.  

نشاسته اصلاح شده (به عنوان مثال، COLFLOF ) به مقدار حدود 12 درصد وزنی یا بیشتر (به عنوان مثال، حدود 14 درصد وزنی).  

خاک دیاتومه کلسینه شده با شار (به عنوان مثال، Celite® 281) به مقدار حدود 3 درصد وزنی تا حدود 16 درصد وزنی. میکروکره های پلاستیکی با اندازه ذرات تقریباً 35 - 55 μιη به مقدار حدود 1 درصد وزنی تا حدود 3 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 1.5 وزنی). 

سیلیس آبگریز با اندازه ذرات تقریباً 5 تا 15 میکرو (مثلاً ذرات ریز داو کورنینگ® VM-2270 Airgel Fine Particles ) به مقدار حدود 2 تا 6 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 4 درصد وزنی و تالک به مقدار حدود 5 درصد وزنی تا حدود 8 درصد وزنی (به عنوان مثال، حدود 6 درصد وزنی).

 

ترکیب خمیر مدلسازی اختراع حاضر ممکن است شامل افزودنیهایی مانند نگهدارندهها، عوامل سفیدکننده (مانند دی اکسید تیتانیوم)، مواد مات، عطر و یا رنگکننده باشد.  

به عنوان مثال، نگهدارنده ممکن است شامل فنوکسی اتانول، متیل پارابن، اتیل پارابن، بوتی پارابن، پروپیل پارابن، ایزوبوتیل پارابن و ترکیبی از دو یا چند مورد از موارد فوق باشد، اما محدود به آن نیست.  

رنگهای معمولی شامل رنگهای سری FD&C Powder و رنگهای DayGlo® T-Series هستند.  

رنگدانه هایی مانند اکسید آهن زرد، اکسید آهن سیاه، اکسید آهن قهوه ای و اکسید آهن قرمز نیز ممکن است به عنوان رنگ دهنده استفاده شوند.  

این فرمول همچنین ممکن است شامل رنگدانه های درخشان مانند رنگدانه های فسفرسان آلومینات اکسید استرانسیم (به عنوان مثال، Luminova® G-300 و همچنین رنگدانه های ترموکرومیک (به عنوان مثال، جوهر ترموکرومیک ) باشد. عوامل مات معمولی عبارتند از ژل های سیلیکا (به عنوان مثال، سیلیکاژل آمورف مصنوعی مانند Syloid® عطرهای معمولی شامل روغن های معطر یا ماسک کننده هستند.  

هر یک از این افزودنی ها معمولاً در مقادیر کمتر از حدود 5 درصد وزنی وجود دارد.

 

به عنوان مثالی خاص، ترکیب ممکن است شامل یک یا چند مورد از افزودنی های زیر باشد: 

حدود 0.05 درصد وزنی - حدود 1.5 درصد وزنی دی اکسید تیتانیوم.  

حدود 0.2 درصد وزنی متیل-4-هیدروکسی بنزوات (به عنوان مثال، Nipagin® M ، فرانکفورت، آلمان)؛  

حدود 0.15 درصد وزنی پروپیل-4-هیدروکسی بنزوات (به عنوان مثال، Nipasol® M؛  

2-فئوکسی اتانول (به عنوان مثال، Phenoxetol®) مقدار حدود 0.4 درصد وزنی؛  

حدود 0.15 درصد وزنی اتیل-4-هیدروکسی بنزوات (به عنوان مثال، Nipasin A؛  

عامل پوشاننده/عطر (مثلاً وانیل) موجود در مقدار حدود 0.05 درصد وزنی تا حدود 0.10 درصد وزنی؛  

و عامل مات کننده سیلیکاژل آمورف با اندازه ذرات حدود 3 μιη (به عنوان مثال، Syloid® 244) به مقدار حدود 1 درصد وزنی - 2 درصد وزنی وجود دارد.

بنابراین، اجزای پایه خمیر مدل سازی (به عنوان مثال، روغن و چسب کوپلیمری سه بلوک) در مقادیر موثر برای تشکیل خمیری که قابل قالب گیری، اکسترود شدن و بسیار مقاوم در برابر خشک شدن است، ارائه می شود.  

ترکیب خمیر بیشتر انعطاف پذیری، استحکام خشک و مقاومت در برابر انقباض خشک را در مقایسه با ترکیبات خمیر معمولی (حاوی آب) نشان می دهد.

 

فرمول های خاص ترکیب خمیر مدل سازی در مثال های زیر ارائه شده است.

 

_مثال

 

_ترکیب خمیر مدلسازی با وزن منظم

 

یک خمیر مدل سازی با وزن معمولی و بدون خشک شدن با استفاده از فرمول زیر تشکیل میشود:

 

برای تشکیل ترکیب مدلسازی، یک مخزن مخلوط کن با روغن معدنی شارژ میشود.  

استیل تروبتیل سیترات و بایندر SEBS به آرامی به مخزن اضافه می شوند.  

سپس مخلوط به دست آمده تا حدود 120 درجه سانتیگراد حرارت داده می شود و دائماً هم زده می شود تا بایندر حل شود.  

حرارت از بین می رود و مخلوط تا حدود 100 درجه سانتیگراد خنک می شود.  

در یک میکسر جداگانه، خاک دیاتومه، نشاسته اصلاح شده، رنگدانه ها و مواد نگهدارنده با هم ترکیب می شوند و سپس به مدت تقریباً پنج دقیقه مخلوط می شوند تا کاملاً پراکنده شوند.  

در حین اختلاط، ماده آزاد کننده (پلی دی متیل سیلوکسان) و عطر اضافه می شود.  

پس از افزودن، مخلوط بایندر از قبل آماده شده به مخلوط خاک دیاتومه اضافه می شود.  

سپس مخلوط ترکیب شده مخلوط می شود تا ترکیب حاصل همگن شود.

 

خمیر حاصل دارای وزن مخصوص تقریباً 10 (به عنوان مثال 9.5 - 10.5، اندازه گیری شده در 24 درجه سانتیگراد)، چگالی حدود 10 (مثلاً 9.5 - 10.5، اندازه گیری در 24 درجه سانتیگراد) و طول سنج (Shore A) مقدار 45 - 75. اندازه گیری نفوذ سنج (5 ثانیه در 24 درجه سانتیگراد) خمیر تقریباً 100 است (به عنوان مثال 80 - 120).  

خمیر از نظر حرارتی رسانا است، در دماهای سرد (دمای 15 درجه سانتیگراد یا کمتر) سفت می شود، در دمای گرم (دمای 40 درجه سانتیگراد یا بیشتر) نرم می شود.

 

_ترکیب خمیر مدلسازی سبک وزن

 

_خمیر مدل سازی سبک وزن و بدون خشک شدن با استفاده از فرمول زیر تشکیل میشود:

 

برای تشکیل ترکیب مدلسازی، یک مخزن مخلوط کن با روغن معدنی شارژ میشود.  

 

استیل تریبوتیل سیترات و چسب SEBS به آرامی اضافه می شوند.  

مخلوط حاصل تا حدود 120 درجه سانتیگراد تحت هم زدن مداوم حرارت داده می شود تا زمانی که بایندر حل شود. 

حرارت از بین می رود و مخلوط تا حدود 100 درجه سانتیگراد خنک می شود.  

در یک میکسر جداگانه، خاک دیاتومه، ژل سیلیکا، میکروسفرها، رنگدانه های رنگی و مواد نگهدارنده با هم ترکیب می شوند و سپس به مدت تقریباً پنج دقیقه مخلوط می شوند تا کاملاً پراکنده شوند.  

در طول اختلاط، پلی دی متیل سیلوکسان اضافه می شود. پس از افزودن، مخلوط بایندر از قبل آماده شده به مخلوط خاک دیاتومه اضافه می شود.  

مخلوط ترکیب شده مخلوط می شود تا خمیر به دست آمده یکدست شود.

 

_غیر خشک کردن فتوکرومیک، مدل سازی ترکیب خمیر

 

_یک ترکیب خمیر مدلسازی فتوکرومیک و بدون خشک شدن با استفاده از فرمول زیر تشکیل میشود:

 

برای تشکیل ترکیب مدلسازی، یک مخزن اختلاط پوششی با روغن معدنی شارژ میشود.  

استیل تریبوتیل سیترات و چسب SEBS به آرامی اضافه می شوند.  

مخلوط حاصل تا حدود 120 درجه سانتیگراد تحت هم زدن مداوم حرارت داده می شود تا زمانی که بایندر حل شود. 

حرارت از بین می رود و مخلوط تا حدود 100 درجه سانتیگراد خنک می شود.  

در یک میکسر جداگانه، خاک دیاتومه، آرد، نشاسته اصلاح شده، رنگدانه ها، رنگدانه های فتوکرومیک، دی اکسید تیتانیوم و مواد نگهدارنده با هم ترکیب می شوند و سپس به مدت تقریباً پنج دقیقه مخلوط می شوند تا کاملاً پراکنده شوند.  

در طول مخلوط کردن، عطر و پلی دی متیل سیلوکسان اضافه می شود.  

پس از افزودن، مخلوط بایندر از قبل آماده شده به مخلوط خاک دیاتومه اضافه می شود.  

مخلوط ترکیب شده مخلوط می شود تا خمیر یکدستی به دست آید. 

 

_ترموکرومیک غیر خشک کردن، مدل سازی ترکیب خمیر

 

_یک ترکیب خمیر ترموکرومیک و بدون خشک کردن با استفاده از فرمول زیر تشکیل میشود:

 

 برای تشکیل ترکیب مدلسازی، یک مخزن ژاکتدار مخلوط با روغن معدنی شارژ میشود.  

استیل تریبوتیل سیترات و چسب SEBS به آرامی اضافه می شوند.  

مخلوط حاصل تا حدود 120 درجه سانتیگراد تحت هم زدن مداوم حرارت داده می شود تا زمانی که بایندر حل شود. 

حرارت از بین می رود و مخلوط تا حدود 100 درجه سانتیگراد خنک می شود.  

در یک میکسر جداگانه، خاک دیاتومه، آرد، نشاسته اصلاح شده، رنگدانه های ترموکرومیک، دی اکسید تیتانیوم و مواد نگهدارنده با هم ترکیب می شوند و سپس به مدت تقریباً پنج دقیقه مخلوط می شوند تا کاملاً پراکنده شوند.  

در طول مخلوط کردن، پلی دی متیل سیلوکسان و عطر اضافه می شود.  

پس از افزودن، مخلوط بایندر از قبل آماده شده به مخلوط خاک دیاتومه اضافه می شود.  

مخلوط ترکیب شده مخلوط می شود تا خمیر یکدستی به دست آید.  

 

_لومینسنت، ترکیب خمیر مدلسازی بدون خشک کردن

 

_یک ترکیب خمیر مدلسازی درخشان و بدون خشک شدن با استفاده از فرمول زیر تشکیل میشود:

 

برای تشکیل ترکیب مدلسازی، یک مخزن مخلوط کن با روغن معدنی شارژ میشود.  

استیل تریبوتیل سیترات و چسب SEBS به آرامی اضافه می شوند.  

مخلوط حاصل تا حدود 120 درجه سانتیگراد تحت هم زدن مداوم حرارت داده می شود تا زمانی که بایندر حل شود. 

حرارت از بین می رود و مخلوط تا حدود 100 درجه سانتیگراد خنک می شود.  

در یک میکسر جداگانه، رنگدانه درخشان، سیلیکاژل، رنگ و مواد نگهدارنده با هم ترکیب شده و سپس به مدت تقریباً پنج دقیقه مخلوط می شوند تا کاملاً پراکنده شوند.  

در طول مخلوط کردن، عطر اضافه می شود.  

پس از افزودن، مخلوط بایندر از قبل آماده شده به مخلوط رنگدانه اضافه می شود.  

مخلوط ترکیب شده مخلوط می شود تا خمیر به دست آمده یکدست شود.

 

نمونه های اضافی از فرمول های ترکیب خمیر غیرخشک کننده مطابق با تجسم های اختراع حاضر در زیر ارائه شده است.

 

فرمولاسیون خمیر ارائه شده با استفاده از فرآیندی شبیه به آنچه برای فرمولاسیون I توضیح داده شده است، تشکیل شده است.

 

فرمولهای توصیفشده در بالا، ترکیب خمیری بدون آب را ارائه میکنند که قابل قالبگیری، اکسترود شدن و بسیار مقاوم در برابر خشک شدن بود.  

ترکیب خمیر اختراع حاضر در مقایسه با ترکیبات خمیر مدلسازی فاقد پلیمر و فرمول روغن سهبلوک، انعطافپذیری، استحکام خشک و مقاومت در برابر انقباض خشک را بهبود میبخشد.  

در حالی که اختراع حاضر به تفصیل و با اشاره به تجسم های خاص آن توضیح داده شده است، برای افراد ماهر در این هنر آشکار می شود که می توان تغییرات و اصلاحات مختلفی را بدون خروج از روح و محدوده آن در آن ایجاد کرد.  

به عنوان مثال، پرکننده ها ممکن است دارای هر اندازه و شکل مناسب برای هدف مورد نظر خود باشند.  

بنابراین، در نظر گرفته شده است که اختراع حاضر اصلاحات و تغییرات این اختراع را پوشش دهد، مشروط بر اینکه در محدوده ادعاهای ضمیمه و معادل های آن قرار گیرند.  

اشاره به درصدهای وزنی شامل درصد وزنی جزء موجود در خمیر تکمیل شده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

 

اگرچه اختراعات فاش شده در اینجا به عنوان مثال در یک یا چند نمونه خاص توضیح داده شده و توصیف شده اند، با این وجود در نظر گرفته نشده است که به جزئیات نشان داده شده محدود شود، زیرا ممکن است تغییرات و تغییرات ساختاری مختلفی در آنها ایجاد شود بدون اینکه از محدوده موضوع خارج شود.  

اختراعات علاوه بر این، ویژگیهای مختلفی از یکی از تجسمها ممکن است در یکی دیگر از تجسمها گنجانده شود.  

بر این اساس، مناسب است که اختراع به طور گسترده و به نحوی که با دامنه افشاء سازگار باشد، تفسیر شود.

 

با توصیف تجسم های ترجیحی، اعتقاد بر این است که با توجه به آموزه های ذکر شده در اینجا، اصلاحات، تغییرات و تغییرات دیگری به افراد ماهر در این هنر پیشنهاد می شود.  

بنابراین باید درک کرد که اعتقاد بر این است که تمام این تغییرات، اصلاحات و تغییرات در محدوده اختراع حاضر است که توسط ادعاهای پیوست تعریف شده است.  

اگرچه اصطلاحات خاصی در اینجا به کار رفته است، اما آنها فقط در معنای عام و توصیفی استفاده می شوند و نه برای اهداف محدود.

طریقه ساخت خمیر بازی|فرمول خمیر بازی کودکان|فرمول خمیر صارت سازی|روش تولید خمیر چینی

فرمول خمیر صورت سازی|فرمولاسیون خمیر چینی مخصوص|ساخت خمیر بازی|تولید اسلایم

فرمول رایگان خمیر بازی ارگانیک,فرمولاسیون خمیر بازی کودکان,روش ساخت خمیر بازی,تولید خمیر بازی,آموزش تولید خمیر بازیلیست 5/فرمولاسیون حبابساز/فرمول/فروش فرمول/روش ساخت خمیر بازی/تولید مداد شمعی/ساخت گواش

 

در یک میکسر جداگانه، خاک دیاتومه، ژل سیلیکا، میکروسفرها، رنگدانه های رنگی و مواد نگهدارنده با هم ترکیب می شوند و سپس به مدت تقریباً پنج دقیقه مخلوط می شوند تا کاملاً پراکنده شوند.  

در طول اختلاط، پلی دی متیل سیلوکسان اضافه می شود. پس از افزودن، مخلوط بایندر از قبل آماده شده به مخلوط خاک دیاتومه اضافه می شود. 

کربنات کلسیم

•  

کربنات کلسیم یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی Ca CO ₃ است . این ماده رایجی است که در سنگ ها به عنوان کانی های کلسیت و آراگونیت یافت می شود (به ویژه سنگ آهک که نوعی سنگ رسوبی است که عمدتاً از کلسیت تشکیل شده است) و جزء اصلی پوسته تخم مرغ ، پوسته معده ، اسکلت صدف و مروارید است . چیزهایی که حاوی کربنات کلسیم زیاد یا شبیه به آن هستند به عنوان آهکی توصیف می شوند . کربنات کلسیم ماده فعال موجود در آن است آهک کشاورزی زمانی ایجاد می شود که یون های کلسیم در آب سخت با یون های کربنات واکنش داده و رسوب آهک ایجاد می کنند . به عنوان مکمل کلسیم یا آنتی اسید کاربرد پزشکی دارد ، اما مصرف بیش از حد آن می تواند خطرناک باشد و باعث هیپرکلسمی و مشکلات گوارشی شود. ^[8]

کربنات کلسیم دارای خواص معمولی کربنات های دیگر است . قابل توجه آن است

• با اسیدها واکنش می دهد و دی اکسید کربن آزاد می کند (از نظر فنی، اسید کربنیک ، اما به سرعت متلاشی می شود. CO ₂ و H ₂ O ):

CaCO3(s)+2H+(aq)⟶Ca2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)

• پس از گرم شدن، دی اکسید کربن آزاد می کند که به آن واکنش تجزیه حرارتی یا کلسینه می گویند (در دمای بالای 840 درجه سانتیگراد در مورد CaCO ₃ )، برای تشکیل اکسید کلسیم ، CaO، که معمولا آهک زنده نامیده می شود ، با آنتالپی واکنش 178 کیلوژول بر مول:

CaCO3(س)→ΔCaO(س)+CO2↑

کربنات کلسیم با آبی که با دی اکسید کربن اشباع شده است واکنش می دهد و بی کربنات کلسیم محلول را تشکیل می دهد .

CaCO3(س)+CO2(g)+اچ2O(ل)⟶حدود(HCO3)2(ق)

این واکنش در فرسایش سنگ کربناته و تشکیل غارها مهم است و در بسیاری از مناطق منجر به آب سخت می شود.

شکل غیرمعمول کربنات کلسیم، هگزا هیدرات ikaite است . CaCO ₃ · 6H ₂ O . Ikaite فقط در دمای زیر 8 درجه سانتیگراد پایدار است.

اکثریت قریب به اتفاق کربنات کلسیم مورد استفاده در صنعت از معادن یا استخراج معادن استخراج می شود. کربنات کلسیم خالص (مانند مصارف غذایی یا دارویی) را می توان از منبع خالص استخراج شده (معمولاً سنگ مرمر ) تولید کرد.

به طور متناوب، کربنات کلسیم از اکسید کلسیم تهیه می شود . آب اضافه می شود تا هیدروکسید کلسیم بدهد سپس دی اکسید کربن از این محلول عبور داده می شود تا کربنات کلسیم مورد نظر رسوب کند که در صنعت به آن کربنات کلسیم رسوبی (PCC) می گویند. این فرآیند را ^{کربناته} می نامند :

CaO+اچ2O⟶حدود(اوه)2

Ca(OH)2+CO2⟶CaCO3+H2O

در آزمایشگاه، کربنات کلسیم را می توان به راحتی از کلرید کلسیم (CaCl ₂ ) با قرار دادن محلول آبی CaCl ₂ در خشک کن در کنار کربنات آمونیوم (NH4) ₂ CO ₃ متبلور کرد . ^[10] در خشک کن، کربنات آمونیوم در معرض هوا قرار می گیرد و به آمونیاک، دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود. سپس دی اکسید کربن در محلول آبی کلرید کلسیم پخش می شود و با یون های کلسیم و آب واکنش داده و کربنات کلسیم را تشکیل می دهد.

شکل ترمودینامیکی پایدار از CaCO ₃ در شرایط عادی شش ضلعی β- است.CaCO ₃ ( کلسیت معدنی ). ^[11] فرم های دیگری را می توان تهیه کرد، متراکم تر (2.83 گرم بر سانتی متر ^مکعب ) λ- ارتورومبیکCaCO ₃ ( آراگونیت معدنی ) و μ- شش ضلعی CaCO ₃ که به عنوان واتریت معدنی وجود دارد . ^[11] فرم آراگونیت را می توان با بارش در دمای بالاتر از 85 درجه سانتیگراد تهیه کرد. فرم واتریت را می توان با بارش در دمای 60 درجه سانتی گراد تهیه کرد. ^[11] کلسیت حاوی اتم های کلسیم است که توسط شش اتم اکسیژن هماهنگ شده اند. در آراگونیت با 9 اتم اکسیژن هماهنگ می شوند. ^[11] ساختار vaterite به طور کامل درک نشده است. ^[12] کربنات منیزیم ( MgCO ₃ دارای ساختار کلسیت است، در حالی که کربنات استرانسیم ( SrCO ₃ ) و کربنات باریم ( BaCO ₃ ) ساختار آراگونیت را اتخاذ می کند و شعاع یونی بزرگتر آنها را منعکس می کند . ^[11]

کربنات کلسیم در سه پلی مورف بی آب متبلور می شود ، ^[13] [14] که کلسیت از نظر ترمودینامیکی پایدارترین در دمای اتاق است، آراگونیت فقط اندکی کمتر از آن است و واتریت کمترین پایداری را دارد. ^[15]

ساختار کریستالیویرایش کنید

ساختار بلوری کلسیت مثلثی است و دارای گروه فضایی است آر3¯ج(شماره 167 در جداول بین المللی کریستالوگرافی ^[16] )، و نماد پیرسون ساعتآر10. ^[17] آراگونیت متعامد ، با گروه فضایی استپمترجn (شماره 62)، و نماد پیرسونoپ20 . ^[18] واتریت از حداقل دو ساختار کریستالوگرافیک مختلف تشکیل شده است. سازه اصلی تقارن شش ضلعی را در گروه فضایی نشان می دهدپ63/مترمترج ، ساختار جزئی هنوز ناشناخته است. ^[19]

تبلورویرایش کنید

 

ساختار کریستالی کلسیت و آراگونیت

هر سه پلی مورف به طور همزمان از محلول های آبی تحت شرایط محیطی متبلور می شوند. ^[15] در محلول های آبی بدون افزودنی، کلسیت به راحتی به عنوان محصول اصلی تشکیل می شود، در حالی که آراگونیت تنها به عنوان یک محصول جزئی ظاهر می شود.

در اشباع بالا، واتریت معمولاً اولین فاز رسوب می‌شود، که با تبدیل واتریت به کلسیت دنبال می‌شود. ^[20] به نظر می‌رسد این رفتار از قانون استوالد پیروی می‌کند، که در آن چند شکلی کم‌پایدار ابتدا متبلور می‌شود و سپس چند شکلی‌های مختلف از طریق دنباله‌ای از فازهای پایدارتر متبلور می‌شوند. ^[21] با این حال، آراگونیت، که پایداری آن بین واتریت و کلسیت قرار دارد، به نظر از این قاعده مستثنی است، زیرا آراگونیت در شرایط محیطی به عنوان پیش ماده برای کلسیت تشکیل نمی شود. ^[15]

 

کلسیت و واتریت میکروسکوپی

آراگونیت در اکثر موارد زمانی رخ می دهد که شرایط واکنش مانع از تشکیل کلسیت و/یا تقویت هسته آراگونیت شود. به عنوان مثال، تشکیل آراگونیت با حضور یون‌های منیزیم، ^[22] یا با استفاده از پروتئین‌ها و پپتیدهای مشتق شده از کربنات کلسیم بیولوژیکی تقویت می‌شود. ^[23] برخی از پلی آمین ها مانند کاداورین و پلی (اتیلن ایمین) نشان داده شده است که تشکیل آراگونیت را بر روی کلسیت تسهیل می کنند. ^[15]

انتخابتوسط موجوداتویرایش کنید

موجودات زنده مانند نرم تنان و بندپایان توانایی رشد هر سه پلی مورف کریستالی کربنات کلسیم را به طور عمده به عنوان محافظ (پوسته) و چسبندگی عضلات نشان داده اند. ^[24] علاوه بر این، آنها توانایی قابل توجهی در انتخاب فاز نسبت به کلسیت و آراگونیت از خود نشان می دهند و برخی از موجودات می توانند بین این دو چند شکل جابجا شوند. توانایی انتخاب فاز معمولاً به استفاده از ماکرومولکول های خاص یا ترکیبی از درشت مولکول ها توسط چنین موجوداتی نسبت داده می شود. ^{[25] [26] [27]}

 

کلسیت پایدارترین پلی مورف کربنات کلسیم است. شفاف تا مات است. نوعی شفاف به نام ایسلند اسپار (در اینجا نشان داده شده است) برای ایجاد نور پلاریزه در قرن نوزدهم استفاده شد . ^[28]

منابع زمین شناسیویرایش کنید

کلسیت ، آراگونیت و واتریت از مواد معدنی کربنات کلسیم خالص هستند. سنگهای منبع مهم صنعتی که عمدتاً کربنات کلسیم هستند شامل سنگ آهک ، گچ ، مرمر و تراورتن است .

منابع بیولوژیکیویرایش کنید

 

تکه های کربنات کلسیم از صدف تاشو

پوسته تخم مرغ ، صدف حلزون و بیشتر صدف های دریایی عمدتاً کربنات کلسیم هستند و می توانند به عنوان منابع صنعتی آن ماده شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. ^[29] پوسته صدف اخیراً به عنوان منبعی از کلسیم غذایی شناخته شده است، اما همچنین یک منبع صنعتی عملی است. ^[30] [31] سبزیجات سبز تیره مانند کلم بروکلی و کلم پیچ حاوی مقادیر قابل توجهی کربنات کلسیم هستند، اما به عنوان یک منبع صنعتی کاربردی نیستند. ^[32]

فرازمینیویرایش کنید

فراتر از زمین، شواهد قوی حاکی از وجود کربنات کلسیم در مریخ است . علائم کربنات کلسیم در بیش از یک مکان (به ویژه در دهانه های گوسف و هویگنس ) شناسایی شده است. این شواهدی برای وجود آب مایع در گذشته فراهم می کند. ^[33] [34]

 

بارش های سطحی CaCO ₃ به عنوان توفا در Rubaksa ، اتیوپی

کربنات اغلب در محیط‌های زمین‌شناسی یافت می‌شود و یک مخزن کربن عظیم را تشکیل می‌دهد . کربنات کلسیم به صورت آراگونیت ، کلسیت و دولومیت به عنوان اجزای مهم چرخه کلسیم وجود دارد . کانی های کربناته انواع سنگ را تشکیل می دهند: سنگ آهک ، گچ ، مرمر ، تراورتن ، توفا و غیره.

 

توفا در هوانگلونگ ، سیچوان

در آب‌های گرم و شفاف گرمسیری، مرجان‌ها فراوان‌تر از قطب‌هایی هستند که آب‌ها سرد هستند. عوامل کربنات کلسیم، از جمله پلانکتون ها (مانند کوکلیت ها و روزن داران پلانکتیک )، جلبک های مرجانی ، اسفنج ها ، بازوپایان ، خارپوستان ، بریوزوآ و نرم تنان ، معمولا در محیط های آب کم عمق یافت می شوند که نور خورشید و مواد غذایی قابل فیلتر فراوان تر هستند. کربنات های آب سرد در عرض های جغرافیایی بالاتر وجود دارند اما سرعت رشد بسیار کمی دارند. فرآیندهای کلسیفیکاسیون توسط اسیدی شدن اقیانوس تغییر می کند .

جایی که پوسته اقیانوسی در زیر صفحه قاره ای فرورانش می کند ، رسوبات به مناطق گرمتر در استنوسفر و لیتوسفر منتقل می شوند . در این شرایط کربنات کلسیم تجزیه می شود و دی اکسید کربن تولید می کند که همراه با گازهای دیگر باعث فوران های آتشفشانی انفجاری می شود .

عمق جبران کربناتویرایش کنید

عمق جبران کربنات (CCD) نقطه ای در اقیانوس است که در آن نرخ بارش کربنات کلسیم با سرعت انحلال به دلیل شرایط موجود متعادل می شود. در اعماق اقیانوس، دما کاهش می یابد و فشار افزایش می یابد. کربنات کلسیم غیرعادی است زیرا حلالیت آن با کاهش دما افزایش می یابد. ^[35] افزایش فشار همچنین حلالیت کربنات کلسیم را افزایش می دهد. عمق جبران کربنات می تواند از 4000 تا 6000 متر زیر سطح دریا باشد.

نقش در تافونومیویرایش کنید

کربنات کلسیم می‌تواند فسیل‌ها را از طریق معدنی‌سازی حفظ کند . بیشتر فسیل‌های مهره‌داران سازند Two Medicine - یک سازند زمین‌شناسی که به خاطر تخم‌های دایناسور منقار اردک معروف است - توسط پرمینرالیزاسیون CaCO ₃ . ^[36] این نوع حفظ سطوح بالایی از جزئیات را حتی تا سطح میکروسکوپی حفظ می کند. با این حال، نمونه ها را در معرض هوازدگی در هنگام قرار گرفتن در معرض سطح نیز قرار می دهد. ^[36]

زمانی تصور می‌شد که جمعیت تریلوبیت‌ها اکثریت آبزیان را در طول دوره کامبرین تشکیل می‌دادند ، به این دلیل که پوسته‌های غنی از کربنات کلسیم آن‌ها راحت‌تر از سایر گونه‌ها حفظ می‌شد، ^[37] که پوسته‌های کاملاً کیتینی داشتند.

ساخت و سازویرایش کنید

کاربرد اصلی کربنات کلسیم در صنعت ساختمان سازی یا به عنوان مصالح ساختمانی یا سنگدانه سنگ آهک برای راهسازی، به عنوان ماده تشکیل دهنده سیمان و یا به عنوان ماده اولیه برای تهیه آهک سازندگان با سوزاندن در کوره می باشد . با این حال، به دلیل هوازدگی عمدتاً ناشی از باران اسیدی ، ^[38] کربنات کلسیم (به شکل سنگ آهک) دیگر به تنهایی برای اهداف ساختمانی استفاده نمی شود، بلکه تنها به عنوان یک ماده اولیه خام برای مصالح ساختمانی استفاده می شود.

کربنات کلسیم همچنین در تصفیه آهن از سنگ آهن در کوره بلند استفاده می شود . کربنات در محل کلسینه می شود تا اکسید کلسیم تولید کند که سرباره ای با ناخالصی های مختلف تشکیل می دهد و از آهن خالص شده جدا می شود. ^[39]

در صنعت نفت ، کربنات کلسیم به سیالات حفاری به عنوان پل ساز و عامل آب بندی کیک فیلتر اضافه می شود . همچنین یک ماده وزنی است که چگالی سیالات حفاری را برای کنترل فشار چاله افزایش می دهد. کربنات کلسیم به عنوان یک اصلاح کننده PH برای حفظ قلیایی بودن و خنثی کردن خواص اسیدی عامل ضد عفونی کننده به استخرها اضافه می شود . ^[40]

همچنین به عنوان ماده خام در تصفیه شکر از چغندرقند استفاده می شود . برای تولید اکسید کلسیم و دی اکسید کربن در یک کوره با آنتراسیت کلسینه می شود . این آهک سوخته سپس در آب شیرین می‌چرخد تا سوسپانسیون هیدروکسید کلسیم برای رسوب ناخالصی‌ها در آب خام در طول کربناته شدن تولید کند . ^[41]

کربنات کلسیم به شکل گچ به طور سنتی جزء اصلی گچ تخته سیاه بوده است . با این حال، گچ تولیدی مدرن بیشتر از گچ ، سولفات کلسیم هیدراته است. CaSO ₄ · 2H ₂ O . کربنات کلسیم منبع اصلی برای رشد سنگهای زیستی است . کربنات کلسیم رسوبی (PCC)، از پیش پراکنده شده به شکل دوغاب ، یک ماده پرکننده رایج برای دستکش های لاتکس با هدف دستیابی به حداکثر صرفه جویی در هزینه مواد و تولید است. ^[42]

کربنات کلسیم ریز آسیاب شده (GCC) یک عنصر ضروری در فیلم ریز متخلخل مورد استفاده در پوشک و برخی از فیلم‌های ساختمانی است، زیرا منافذ در اطراف ذرات کربنات کلسیم در طول ساخت فیلم با کشش دو محوره هسته‌دار می‌شوند. GCC و PCC به عنوان پرکننده در کاغذ استفاده می شوند زیرا ارزان تر از الیاف چوب هستند . از نظر حجم بازار، GCC مهمترین انواع پرکننده هایی است که در حال حاضر استفاده می شود. ^[43] کاغذ چاپ و نوشتن می تواند حاوی 10 تا 20 درصد کربنات کلسیم باشد. در آمریکای شمالی، کربنات کلسیم جایگزین کائولن در تولید کاغذ براق شده است . اروپا این کار را به عنوان کاغذسازی قلیایی انجام داده استیا کاغذسازی بدون اسید برای چند دهه. PCC مورد استفاده برای پر کردن کاغذ و پوشش های کاغذ، رسوب داده می شود و در اشکال و اندازه های مختلف با توزیع اندازه ذرات باریک مشخصه و قطرهای کروی معادل 0.4 تا 3 میکرومتر آماده می شود. ^[ نیازمند منبع ^]

کربنات کلسیم به طور گسترده ای به عنوان یک گسترش دهنده در رنگ ها استفاده می شود ، ^[44] به ویژه رنگ امولسیونی مات که به طور معمول 30٪ وزن رنگ یا گچ یا سنگ مرمر است. همچنین یک پرکننده محبوب در پلاستیک است. ^[44] برخی از نمونه‌های معمولی شامل حدود 15 تا 20 درصد بارگذاری گچ در لوله‌های فاضلاب پلی‌وینیل کلرید (uPVC) غیرپلاستیک‌نشده ، بارگیری 5 تا 15 درصد گچ با پوشش استئارات یا سنگ مرمر در پروفیل پنجره UPVC است. پی وی سیکابل ها می توانند از کربنات کلسیم در بارگیری تا 70 phr (قطعات در صد قسمت رزین) برای بهبود خواص مکانیکی (استحکام کششی و کشیدگی) و خواص الکتریکی (مقاومت حجمی) استفاده کنند. ^[ نیازمند منبع ^{] ترکیبات} پلی پروپیلن اغلب با کربنات کلسیم پر می شوند تا سفتی را افزایش دهند، نیازی که در دماهای استفاده بالا اهمیت می یابد. ^[45] در اینجا درصد اغلب 20-40٪ است. همچنین معمولاً به عنوان پرکننده در رزین‌های ترموست (ترکیبات قالب‌گیری ورق و حجیم) استفاده می‌شود ^[45] و همچنین با ABS و سایر مواد ترکیب می‌شود تا برخی از انواع تراشه‌های پوکر «خاک رس» قالب‌گیری فشرده‌سازی شده را تشکیل دهد . ^[46]کربنات کلسیم رسوب شده، که از ریختن اکسید کلسیم در آب ساخته می شود، به تنهایی یا با افزودنی هایی به عنوان رنگ سفید استفاده می شود که به سفید کردن معروف است . ^[47] [48]

کربنات کلسیم به طیف گسترده ای از تجارت اضافه می شود و خودتان آن را با چسب ها، درزگیرها و پرکننده های تزئینی انجام دهید. ^[44] چسب کاشی و سرامیک معمولاً حاوی 70٪ تا 80٪ سنگ آهک است. پرکننده های کراک تزئینی حاوی سطوح مشابهی از سنگ مرمر یا دولومیت هستند. همچنین در نصب شیشه های رنگی با بتونه مخلوط می شود و به عنوان یک مقاومت برای جلوگیری از چسبیدن شیشه به قفسه های کوره هنگام پخت لعاب و رنگ در دمای بالا استفاده می شود. ^{[49] [50] [51] [52]}

در کاربردهای لعاب سرامیکی ، کربنات کلسیم به عنوان وایتینگ شناخته می‌شود ، ^[44] و یک عنصر رایج برای بسیاری از لعاب‌ها به شکل پودر سفید آن است. هنگامی که لعاب حاوی این ماده در کوره پخته می شود، خس خس مانند یک ماده شار در لعاب عمل می کند. کربنات کلسیم آسیاب شده یک ماده ساینده (هم به عنوان پودر شستشو و هم به عنوان یک ماده تشکیل دهنده کرم های تمیز کننده خانگی) به ویژه در شکل کلسیتی آن است که دارای سطح سختی نسبتاً پایین 3 در مقیاس Mohs است و بنابراین شیشه و اکثر موارد را خراش نمی دهد. سایر سرامیک ها ، مینا ، برنز ، آهن ، وفولاد ، و تاثیر متوسطی بر فلزات نرمتر مانند آلومینیوم و مس دارند . خمیر ساخته شده از کربنات کلسیم و آب دیونیزه شده را می توان برای تمیز کردن کدر شدن نقره استفاده کرد . ^[53]

سلامتی و رژیم غذاییویرایش کنید

 

مکمل های 500 میلی گرمی کلسیم ساخته شده از کربنات کلسیم

کربنات کلسیم به طور گسترده ای به عنوان مکمل کلسیم رژیمی ارزان قیمت برای آنتی اسید معده استفاده می شود ⁽ مانند Tums و Eno ) . ممکن است به عنوان یک اتصال دهنده فسفات برای درمان هیپرفسفاتمی (عمدتا در بیماران مبتلا به نارسایی مزمن کلیه ) استفاده شود. در صنعت داروسازی به عنوان پرکننده بی اثر برای قرص ها و سایر مواد دارویی استفاده می شود . ^[55]

کربنات کلسیم در تولید اکسید کلسیم و همچنین خمیردندان استفاده می شود و به عنوان نگهدارنده مواد غذایی و رنگ نگهدارنده، زمانی که در یا همراه محصولاتی مانند سیب های ارگانیک استفاده می شود، تجدید حیات یافته است. ^[56]

کربنات کلسیم به عنوان بایندر فسفات در بیماران تحت همودیالیز نگهدارنده به صورت درمانی استفاده می شود . این رایج ترین شکل بایندر فسفات است که تجویز می شود، به ویژه در بیماری مزمن کلیه بدون دیالیز. کربنات کلسیم متداول ترین بایندر فسفات مورد استفاده است، اما پزشکان به طور فزاینده ای بایندرهای فسفاته گرانتر و غیرکلسیمی، به ویژه سویلامر را تجویز می کنند .

کلسیم اضافی ناشی از مکمل‌ها، غذاهای غنی‌شده و رژیم‌های پرکلسیم می‌تواند باعث ایجاد سندرم شیر قلیایی شود که سمیت جدی دارد و می‌تواند کشنده باشد. در سال 1915، برترام سیپی "رژیم سیپی" را با مصرف ساعتی شیر و خامه و افزودن تدریجی تخم مرغ و غلات پخته شده به مدت 10 روز همراه با پودرهای قلیایی معرفی کرد که باعث تسکین علائم بیماری زخم معده می شد. طی چند دهه بعد، رژیم سیپی منجر به نارسایی کلیه ، آلکالوز و هیپرکلسمی شد.، بیشتر در مردان مبتلا به زخم معده است. این اثرات نامطلوب با توقف رژیم معکوس شد، اما در برخی بیماران با استفراغ طولانی مدت کشنده بود. سندرم شیر قلیایی در مردان پس از ایجاد درمان های موثر برای بیماری زخم معده کاهش یافت . از دهه 1990 اغلب در زنانی که مکمل های کلسیم را بالاتر از محدوده توصیه شده 1.2 تا 1.5 گرم در روز مصرف می کنند، برای پیشگیری و درمان پوکی استخوان گزارش شده است ^[57] [58] و با کم آبی تشدید می شود . کلسیم به محصولات بدون نسخه اضافه شده است که به مصرف بیش از حد سهوی کمک می کند. مصرف بیش از حد کلسیم می تواند منجر به هایپرکلسمی شود که از عوارض آن می توان به استفراغ، درد شکم و تغییر وضعیت ذهنی اشاره کرد. ^[59]

به عنوان یک افزودنی غذایی E170 نامگذاری شده است ، ^[60] و دارای شماره INS 170 است. به عنوان یک تنظیم کننده اسیدیته ، عامل ضد انعقاد ، تثبیت کننده یا رنگ استفاده می شود و برای استفاده در اتحادیه اروپا، ^[61] ایالات متحده ^[62] و تایید شده است. استرالیا و نیوزلند . ^[63] این "طبق قانون به همه آرد نان آسیاب شده بریتانیا به جز آرد کامل اضافه شده است". ^[64] [65] در مقداری شیر سویا و شیر بادام استفاده می شودمحصولات به عنوان منبع کلسیم رژیم غذایی؛ حداقل یک مطالعه نشان می دهد که کربنات کلسیم ممکن است به اندازه کلسیم موجود در شیر گاو در دسترس زیستی باشد . ^[66] کربنات کلسیم همچنین به عنوان یک عامل سفت کننده در بسیاری از محصولات سبزیجات کنسرو شده و بطری استفاده می شود.

چندین فرمول مکمل کلسیم حاوی عنصر شیمیایی سرب مستند شده است ، ^[67] که یک نگرانی برای سلامت عمومی است . ^[68] سرب معمولا در منابع طبیعی کلسیم یافت می شود. ^[67]

کشاورزی و آبزی پروریویرایش کنید

آهک کشاورزی ، گچ پودری یا سنگ آهک به عنوان یک روش ارزان برای خنثی کردن خاک اسیدی استفاده می شود و آن را برای کاشت مناسب می کند، همچنین در صنعت آبزی پروری برای تنظیم pH خاک برکه قبل از شروع کشت استفاده می شود. ^[69]

نظافت منزلویرایش کنید

کربنات کلسیم یک عنصر کلیدی در بسیاری از پودرهای پاک کننده خانگی مانند Comet است و به عنوان یک ماده پاک کننده استفاده می شود.

کاهش آلودگیویرایش کنید

در سال 1989 محققی به نام کن سیمونز معرفی کرد CaCO ₃ به بروک Whetstone در ماساچوست . ^[70] امید او این بود که کربنات کلسیم با اسید موجود در جریان باران اسیدی مقابله کند و ماهی قزل آلایی را که از تخم ریزی متوقف شده بود نجات دهد. اگرچه آزمایش او موفقیت آمیز بود، اما مقدار یون های آلومینیوم را در ناحیه ای از جوی که با سنگ آهک درمان نشده بود، افزایش داد. این نشان می دهد که CaCO ₃ را می توان برای خنثی کردن اثرات باران اسیدی در اکوسیستم رودخانه اضافه کرد . در حال حاضر کربنات کلسیم برای خنثی کردن شرایط اسیدی در خاک و آب استفاده می شود. ^{[71] [72] [73]} از دهه 1970، چنین آهک‌سازی در مقیاس وسیع در سوئد برای کاهش اسیدی‌شدن انجام می‌شود و چندین هزار دریاچه و نهر به طور مکرر آهک‌سازی می‌شوند. ^[74]

کربنات کلسیم همچنین در کاربردهای گوگرد زدایی گازهای دودکش استفاده می شود و مضرات را از بین می بردSO ₂ و انتشار NO ₂ از زغال سنگ و سایر سوخت های فسیلی سوزانده شده در نیروگاه های بزرگ سوخت فسیلی. ^[71]

کلسیناسیون سنگ آهک با استفاده از آتش زغال چوب برای تولید آهک زنده از دوران باستان توسط فرهنگ های سراسر جهان انجام می شده است. دمایی که در آن سنگ آهک اکسید کلسیم تولید می کند معمولاً 825 درجه سانتیگراد است، اما بیان یک آستانه مطلق گمراه کننده است. کربنات کلسیم در تعادل با اکسید کلسیم و دی اکسید کربن در هر دمایی وجود دارد. در هر دما یک فشار جزئی از دی اکسید کربن وجود دارد که با کربنات کلسیم در تعادل است. در دمای اتاق، تعادل به شدت به نفع کربنات کلسیم است، زیرا تعادل فشار CO ₂ تنها بخش کوچکی از فشار جزئی است فشار CO ₂ در هوا که حدود 0.035 کیلو پاسکال است.

در دمای بالاتر از 550 درجه سانتیگراد تعادل فشار CO ₂ شروع به تجاوز از فشار CO _{2 در هوا.} بنابراین در دمای بالای 550 درجه سانتیگراد، کربنات کلسیم شروع به خروج از گاز می کند CO ₂ وارد هوا می شود. با این حال، در یک کوره زغال چوب، غلظت CO ₂ بسیار بالاتر از آن در هوا خواهد بود. در واقع، اگر تمام اکسیژن کوره در آتش مصرف شود، فشار جزئی CO ₂ در کوره می تواند به 20 کیلو پاسکال برسد. ^[75]

جدول نشان می دهد که این فشار جزئی تا زمانی که دما نزدیک به 800 درجه سانتیگراد نباشد به دست نمی آید. برای خروج گاز از CO ₂ از کربنات کلسیم برای اتفاق افتادن در یک نرخ مفید اقتصادی، فشار تعادل باید به طور قابل توجهی از فشار محیط فراتر رود. CO ₂ . و برای اینکه به سرعت اتفاق بیفتد، فشار تعادلی باید از کل فشار اتمسفر 101 کیلو پاسکال تجاوز کند که در 898 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد.

با متغیر فشار CO ₂ویرایش کنید

 

تراورتن کربنات کلسیم از یک چشمه آب گرم رسوب می کند

کربنات کلسیم در آب خالص (47 میلی گرم در لیتر در اتمسفر معمولی) کم محلول است. فشار جزئی CO ₂ مطابق شکل زیر).

تعادل محلول آن با معادله (با کربنات کلسیم محلول در سمت راست) به دست می آید:

جایی که محصول حلالیت برای [Ca ²⁺ ] [CO2-3] به عنوان هر جایی از K _sp = داده می شود3.7 × 10-9 به K _sp = ^_8.7 × 10-9 در 25 درجه سانتی ^گراد ، بسته به منبع داده. ^[76] [77] معنی معادله این است که حاصلضرب غلظت مولی یون های کلسیم ( مول مول محلول Ca ²⁺ در هر لیتر محلول) با غلظت مولی محلول CO2-3نمی تواند از مقدار K _sp تجاوز کند . با این حال، این معادله حلالیت به ظاهر ساده باید همراه با تعادل پیچیده تر دی اکسید کربن با آب در نظر گرفته شود (به اسید کربنیک مراجعه کنید ). برخی از CO2-3ترکیب می شود با H ⁺ در محلول با توجه به

HCO-3به عنوان یون بی کربنات شناخته می شود . بی کربنات کلسیم چندین برابر بیشتر از کربنات کلسیم در آب حل می شود - در واقع فقط در محلول وجود دارد.

برخی از HCO-3ترکیب می شود با H ⁺ در محلول با توجه به

برخی از H ₂ CO ₃ به آب و دی اکسید کربن محلول تبدیل می شود

و دی اکسید کربن محلول با دی اکسید کربن اتمسفر در تعادل است.

برای هوای محیط، P CO ₂ در اطراف است3.5 × 10-4 اتمسفر (یا معادل 35  Pa ) ^. آخرین معادله بالا غلظت محلول را ثابت می کند CO ₂ به عنوان تابعی از P CO ₂ مستقل از غلظت محلول CaCO ₃ . در فشار جزئی اتمسفر از CO ₂ ، محلول غلظت CO _{2 است}1.2 × 10-5 مول در لیتر ^. معادله قبل از آن غلظت را ثابت می کند H ₂ CO ₃ به عنوان تابعی از غلظت CO ₂ برای [ CO ₂ ] =1.2 × 10-5 ، نتیجه می ^شود[H ₂ CO ₃ ] =2.0 × 10-8 مول در لیتر ^. چه زمانی [H ₂ CO ₃ ] شناخته شده است، سه معادله باقی مانده همراه با

 

(که برای همه محلول های آبی صادق است) و این واقعیت که محلول باید از نظر الکتریکی خنثی باشد، یعنی بار کلی یون های مثبت محلول [Ca ^{2 +} ] + 2 [H ⁺ ] باید با بار کلی یون های منفی محلول حذف شود [HCO-3] + [CO2-3] + [OH ^- ] ، حل همزمان پنج غلظت ناشناخته باقیمانده را ممکن می سازد (توجه داشته باشید که شکل خنثی که قبلا ذکر شد تنها در صورتی معتبر است که کربنات کلسیم در تماس با آب خالص یا با محلول pH خنثی قرار گرفته باشد. در صورتی که pH حلال آب اولیه خنثی نباشد، تعادل خنثی نیست).

جدول مجاور نتیجه را برای [Ca ²⁺ ] و [H ⁺ ] (به شکل pH) به عنوان تابعی از فشار جزئی محیط از CO ₂ ( K _sp =4.47 × 10-9 برای محاسبه در نظر گرفته شده است) ^.

• در سطوح جوی محیط CO ₂ جدول نشان می دهد که محلول کمی قلیایی با حداکثر خواهد بود حلالیت CaCO _{3 47 میلی گرم در لیتر.}
• به عنوان محیط فشار جزئی CO ₂ به زیر سطح اتمسفر کاهش می یابد، محلول بیشتر و بیشتر قلیایی می شود. در P بسیار پایین CO ₂ ، محلول CO ₂ ، یون بی کربنات و یون کربنات تا حد زیادی از محلول تبخیر می شوند و محلولی بسیار قلیایی از هیدروکسید کلسیم باقی می گذارند که محلول تر از CaCO ₃ . توجه داشته باشید که برای P CO ₂ = 10-12 ^atm  , the محصول [Ca2 ⁺ ][OH- ^] 2 _هنوز کمتر از محصول حلالیت است Ca(OH) ₂ (8 × 10-6 ) ^. برای هنوز پایین تر فشار CO _{2 ،}بارش Ca(OH) _{2 قبل از آن رخ خواهد داد}بارش CaCO ₃ .
• به عنوان محیط فشار جزئی CO ₂ به سطوح بالاتر از اتمسفر افزایش می یابد، pH کاهش می یابد و بیشتر یون کربنات به یون بی کربنات تبدیل می شود که منجر به حلالیت بالاتری می شود. Ca ²⁺ _

تأثیر دومی به ویژه در زندگی روزمره افرادی که آب سخت دارند مشهود است. آب در سفره های زیرزمینی می تواند در معرض سطوح قرار گیرد CO ₂ بسیار بالاتر از اتمسفر. به این ترتیب آب از طریق سنگ کربنات کلسیم نفوذ می کند CaCO ₃ مطابق روند دوم حل می شود. هنگامی که همان آب از شیر آب خارج می شود، به مرور زمان با آن به تعادل می رسد سطح CO ₂ در هوا با خارج کردن گاز اضافی آن CO ₂ . در نتیجه کربنات کلسیم کمتر محلول می شود و مازاد آن به صورت رسوب آهک رسوب می کند. همین فرآیند مسئول تشکیل استالاکتیت ها و استالاگمیت ها در غارهای آهکی است.

دو فاز هیدراته کربنات کلسیم، مونوهیدروکلسیت CaCO ₃ ·H ₂ O و ikaite CaCO ₃ · 6H ₂ O ، ممکن است در شرایط محیطی از آب رسوب کند و به عنوان فازهای فراپایدار باقی بماند.

با pH، دما و شوری متغیر: جرم گیری CaCO ₃ در استخرهای شناویرایش کنید

 

 

برخلاف سناریوی تعادل باز بالا، بسیاری از استخرهای شنا با افزودن بی کربنات سدیم مدیریت می شوند . NaHCO ₃ ) تا حدود 2 میلی مولار به عنوان بافر، سپس کنترل pH با استفاده از HCl، NaHSO ₄ ، Na ₂ CO ₃ ، NaOH یا فرمولاسیون کلر که اسیدی یا بازی هستند. در این شرایط، کربن معدنی محلول ( کربن معدنی کل ) از تعادل با اتمسفر فاصله دارد. CO ₂ . پیشرفت به سمت تعادل از طریق خروج گاز از CO ₂ کند می شود

1. واکنش آهسته

H ₂ CO ₃ ⇌ CO ₂ ( aq ) + H ₂ O ; ^[78]

1. هوادهی محدود در ستون آب عمیق؛ و
2. پر کردن دوره ای بی کربنات برای حفظ ظرفیت بافر (اغلب از طریق اندازه گیری قلیایی کل تخمین زده می شود ).

در این شرایط، تفکیک برای واکنش‌های بسیار سریع‌تر ثابت می‌شود

H ₂ CO ₃ ⇌ H ⁺ + HCO-3⇌ 2 H ⁺ + CO2-3

امکان پیش بینی غلظت هر گونه کربن معدنی محلول در محلول، از غلظت اضافه شده HCO-3(که بیش از 90 درصد گونه های Bjerrum را از pH 7 تا pH 8 در دمای 25 درجه سانتی گراد در آب شیرین تشکیل می دهد). ^[79] اضافه شدن از HCO-3افزایش خواهد یافت CO2-3غلظت در هر pH با مرتب کردن مجدد معادلات داده شده در بالا، می توانیم آن را ببینیم [Ca ²⁺ ] = K _sp/[ CO2-3]و [ CO2-3] = K _a2 [ HCO-3]/[ H ⁺ ]. بنابراین، زمانی که HCO-3غلظت شناخته شده است، حداکثر غلظت یون های Ca ²⁺ قبل از پوسته پوسته شدن بارش CaCO ₃ را می توان از فرمول پیش بینی کرد:

[ Ca ²⁺ ] _max = K _sp/K _a2× [ H ⁺ ]/[ HCO-3]

محصول حلالیت برای CaCO ₃ ( K _sp ) و ثابت های تفکیک برای گونه های کربن معدنی محلول (از جمله Ka2 ) همگی به طور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر دما و شوری هستند ، _[ ^79] با این اثر کلی که [ 79]Ca ^{2 +} ] _max از آب شیرین به آب شور افزایش می یابد و با افزایش دما، pH یا سطح بی کربنات اضافه شده کاهش می یابد، همانطور که در نمودارهای همراه نشان داده شده است.

روندها برای مدیریت استخر گویای هستند، اما اینکه آیا مقیاس‌بندی رخ می‌دهد به عوامل دیگری از جمله تعامل با Mg ²⁺ ، [B(OH) ₄ ] ^- و یون های دیگر در استخر، و همچنین اثرات فوق اشباع. ^[80] [81] پوسته پوسته شدن معمولاً در ژنراتورهای الکترولیتی کلر مشاهده می شود، جایی که PH بالا در نزدیکی سطح کاتد وجود دارد و رسوب رسوب باعث افزایش بیشتر دما می شود. این یکی از دلایلی است که برخی از اپراتورهای استخر، بورات را به بی کربنات به عنوان بافر اولیه pH ترجیح می دهند و از استفاده از مواد شیمیایی استخر حاوی کلسیم اجتناب می کنند. ^[82]

حلالیت در محلول اسید قوی یا ضعیفویرایش کنید

محلول های اسیدهای قوی ( HCl )، نسبتاً قوی ( سولفامیک ) یا ضعیف ( استیک ، سیتریک ، سوربیک ، لاکتیک ، فسفریک ) به صورت تجاری در دسترس هستند. آنها معمولاً به عنوان مواد رسوب زدا برای حذف رسوبات آهکی استفاده می شوند . حداکثر مقدار CaCO ₃ که می تواند توسط یک لیتر محلول اسید حل شود را می توان با استفاده از معادلات تعادلی بالا محاسبه کرد.

• در مورد یک اسید مونو اسید قوی با کاهش غلظت اسید [A] = [ A ^- ]، به دست می آوریم (با جرم مولی CaCO ₃ = 100 گرم بر مول):

که در آن حالت اولیه محلول اسید با شماره است Ca ²⁺ (بدون در نظر گرفتن امکان انحلال CO ₂ ) و حالت نهایی محلول با اشباع است Ca ²⁺ _ برای غلظت اسید قوی، همه گونه ها غلظت ناچیز در حالت نهایی نسبت به Ca ²⁺ و A ^- به طوری که معادله خنثی تقریباً به 2 [ Ca ²⁺ ] = [ A ⁻ ] بازده [ Ca ²⁺ ] ≈ 0.5 [ A ^- ]. هنگامی که غلظت کاهش می یابد، [ HCO-3] غیر قابل اغماض می شود به طوری که عبارت قبلی دیگر معتبر نیست. برای از بین رفتن غلظت اسید، می توان PH نهایی و حلالیت آن را بازیابی کرد CaCO ₃ در آب خالص.

• در مورد یک مونو اسید ضعیف (در اینجا ما اسید استیک را با p Ka = 4.76 می گیریم) با کاهش غلظت کل اسید [A] = _[A ⁻ ] + [AH]، به دست می آوریم:

برای همان غلظت کل اسید، pH اولیه اسید ضعیف کمتر از اسید قوی است. با این حال، حداکثر مقدار CaCO ₃ قابل حل تقریباً یکسان است. این به این دلیل است که در حالت نهایی، pH بزرگتر از pKa است ، به طوری که اسید ضعیف تقریباً به طور کامل تفکیک می شود و در نهایت به همان مقدار تولید می شود _.یون های H ⁺ ب

 

به مندلی اضافه کنید

هشدار را تنظیم کنید

درباره این صفحه

سطوح، شیمی و کاربردها

JOSÉ MIGUEL MARTÍN-MARTÍNEZ ، در علم و مهندسی چسبندگی ، 2002

4.4.4 کربنات کلسیم

کربنات کلسیم (CaCO ₃ ) پرکاربردترین پرکننده در فرمولاسیون پلیمری است. کربنات کلسیم به عنوان پرکننده باعث کاهش هزینه و بهبود خواص مکانیکی می شود. در سنگ های رسوبی (گچ، سنگ آهک)، مرمرها و کانی ها (دولومیت) یافت می شود. برخی از خواص معمولی عبارتند از: چگالی 2.7-2.9 g/ ^cm3 ; PH سوسپانسیون آبی 9; اندازه ذرات 0.2-30 میکرومتر؛ جذب روغن 13-21 گرم در 100 گرم؛ سطح ویژه 5-24 متر ^مربع/g. کربنات‌های کلسیم بسته به منشأ و تاریخ تشکیل و ناخالصی‌هایشان خواص متفاوتی دارند. در تولید پرکننده‌های کربنات کلسیم از سه فرآیند عمده تکنولوژیکی استفاده می‌شود: آسیاب، رسوب و پوشش. با این حال، بیشتر پرکننده‌های کربنات کلسیم توسط آسیاب با استفاده از روش خشک یا مرطوب پردازش می‌شوند. آسیاب خشک گریدهای کربنات کلسیم بسیار ریز (اندازه ذرات حدود 0.6 میکرومتر) را فراهم می کند. کربنات‌های کلسیم آسیاب شده طبیعی برای کاهش هزینه در چسب‌های پایه لاستیکی اضافه می‌شوند.

مشاهده فصلخرید کتاب

شیمی CO2

هانو-پتری ماتیلا ، ران زونهوون ، در پیشرفت در شیمی معدنی ، 2014

1 مقدمه

کربنات کلسیم (CaCO ₃ ) ماده ای است که به طور گسترده برای اهداف مختلف استفاده می شود، به عنوان مثال، به عنوان ماده پرکننده و رنگدانه نه تنها در کاغذ، پلاستیک، لاستیک، رنگ و جوهر، بلکه در داروسازی، آرایشی، مواد ساختمانی و آسفالت و ... به عنوان یک مکمل غذایی در غذاهای حیوانی (1) . علاوه بر به اصطلاح کربنات کلسیم زمین (GCC)، که از سنگ آهک طبیعی آسیاب می‌شود، کربنات کلسیم رسوب‌شده (PCC) در کاربردهایی استفاده می‌شود که برای مثال، روشنایی بالاتر یا توزیع اندازه ذرات باریک مورد نیاز است. در PCC، ساخت این خواص قابل کنترل است، زیرا برخلاف GCC، محصول کاملاً مصنوعی است (2) .شکل 10.1توزیع تقاضا را بین برنامه های کاربردی مختلف در آمریکای شمالی نشان می دهد، پرکننده کاغذ اصلی ترین کاربرد PCC است. در سال 2011، 14 میلیون  تن PCC در سراسر جهان مصرف شد که آسیا بزرگترین بازار منطقه بود. مصرف GCC در سال 2011 به 60  میلیون تن رسید، زیرا به عنوان یک محصول ارزان تر و کمتر فرآوری شده، کاربردهای وسیع تری دارد. ظرفیت تخمینی تولید PCC و GCC در مجموع بیش از 100 میلیون  تن در سال است که  17 میلیون  تن آن تولید PCC است (2،3) .

 

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

شکل 10.1 .2011 مصرف PCC با استفاده نهایی در آمریکای شمالی در کیلوتن.

داده های Ref. (2) .

Carbon dioxide for PCC manufacturing is in general taken from cleaned flue gases of industries located nearby the PCC plant, thus reducing the CO₂ emissions from this specific source. However, the production of reactive calcium from limestone usually generates an amount of CO₂ equal to or larger than what is chemically stored in carbonates (1). Thus, in case calcium could be brought into a PCC manufacturing process with a smaller carbon dioxide penalty, the process route would contribute to mitigating CO₂ emissions and global climate change. Carbon dioxide would be stored as a solid and stable mineral by using the technology commonly known as mineral carbonation (4).

Applicability and process economics of several calcium-containing solid industrial waste materials, such as steel slag (5–10), air pollution control residue (11,12), bottom ash from municipal solid waste or refuse-derived fuel incineration (6,12,13), oil shale ash (14), waste concrete (15–17), cement kiln dust (CKD) (18), and brines (19,20), for mineral carbonation in general have been studied during recent years. Examples of main elemental composition of these materials are presented in Tables 10.1 and 10.2 in Section 4.

Table 10.1. Main elements in various industrial waste materials excluding iron and steelmaking slags

Table 10.2. Chemical compositions of various iron and steelmaking slags measured by XRF analysis (29)

با این حال، برای تولید PCC، تضمین کیفیت بالای محصول، به ویژه خلوص بالا، و همچنین اندازه ذرات مناسب و مورفولوژی کریستال ضروری است (30) . با فرض اینکه این خواص به خطر نیفتد، محصول می تواند به عنوان جایگزینی برای PCC تولید شده با روش های سنتی به بازار عرضه شود. این امر علاوه بر کاهش جریان‌های زباله‌های صنعتی و انتشار CO2 _، مزایای اقتصادی مستقیمی را برای استفاده از مسیرهای جدید تولید PCC مانند Slag2PCC به ارمغان می‌آورد - بخش 5.7 (31) را ببینید .

ادامه مطلب

مشاهده فصلخرید کتاب

خوردگی زیر دریا و مقیاس

یونگ بای ، کیانگ بای ، در کتابچه مهندسی زیر دریا (ویرایش دوم) ، 2019

17.4.1.1 کربنات کلسیم

کربنات کلسیم ، رایج ترین مقیاس در عملیات میدان نفت و گاز، در هر منطقه جغرافیایی وجود دارد. رسوب کربنات کلسیم زمانی رخ می دهد که یون کلسیم با یون های کربنات یا بی کربنات به شرح زیر ترکیب شود:

(17.18)حدود2++CO32-→CaCO3

(17.19)حدود2++2(HCO-)→CaCO3+CO2+اچ2O

معادلات قبل نشان می دهد که حضور CO ₂ حلالیت CaCO ₃ را در آب نمک افزایش می دهد. افزایش CO ₂ باعث اسیدی شدن آب و کاهش PH نیز می شود. پوسته پوسته شدن کربنات کلسیم معمولاً با افت فشار رخ می دهد، به عنوان مثال، در سوراخ چاه . این باعث کاهش فشار جزئی CO ₂ می شود و در نتیجه باعث افزایش pH و کاهش حلالیت CaCO ₃ می شود . حلالیت کربنات کلسیم با افزایش دما کاهش می یابد.

مشاهده فصلخرید کتاب

کامپوزیت های ماتریس پلیمری: اصول

PK Mallick ، در Comprehensive Composite Materials II ، 2018

2.18.2.1.1 کربنات کلسیم

کربنات کلسیم (CaCO ₃ ) پرکاربردترین پرکننده در صنعت پلاستیک است. این نه تنها با چندین ترموپلاستیک مانند پی وی سی (به عنوان مثال در لوله های پی وی سی و کاشی های کف) استفاده می شود، بلکه با ترموست ها مانند پلی استرها (در ترکیبات قالب گیری ورق) نیز استفاده می شود. کربنات کلسیم به وفور در طبیعت به صورت سنگ آهک، تخته گچی یا مرمر موجود است و پرکننده های CaCO ₃ از این مواد معدنی را می توان با هزینه بسیار کم تولید کرد. سه شکل از پرکننده های CaCO ₃ استفاده می شود. به ترتیب خلوص مرتب شده اند، آنها به صورت خشک پردازش، سودمند و رسوب می شوند. کربنات کلسیم یک پرکننده نرم و غیر ساینده در نظر گرفته می شود. رنگ طبیعی آن سفید است اما به راحتی می توان آن را رنگ کرد. از نظر شیمیایی تا 800 پایدار است درجه سانتی گراد و بالاتر از این دما به اکسید کلسیم و دی اکسید کربن تجزیه می شود. در هر دو شرایط درمان نشده و تحت درمان سطحی موجود است. رایج ترین درمان های سطحی اسید استئاریک و استئارات کلسیم است.

مشاهده فصلخرید کتاب

بهداشت، ایمنی و مسائل زیست محیطی

در کتابچه راهنمای افزودنی های ضد انسداد، آزادسازی و لغزش (نسخه سوم) ، 2014

16.1.1.1 کربنات کلسیم

کربنات کلسیم یکی از رایج ترین مواد معدنی است و به همین دلیل توسط همه موجودات زنده روی زمین شناخته شده است. دوزهای تا 40 گرم در روز توسط بزرگسالان سالم بدون عوارض جانبی شناخته شده است. اما در مورد برخی از شرایط بهداشتی، حتی ده برابر دوزهای کوچکتر نیز بر سلامت تأثیر می گذارد. عموماً تأثیر کلسیم بر سلامتی یا به دلیل تأثیر آن بر سیستم ریوی یا مواد افزودنی آن است.

آزبست و سیلیس کریستالی مخلوط های خطرناکی هستند که گاهی اوقات در گریدهای کربنات کلسیم یافت می شوند.

موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی، NIOSH، حد مجاز قرار گرفتن در معرض را برای میانگین وزنی 10 ساعته، TWA، 10 میلی گرم بر متر مکعب برای کل ذرات و 5 میلی گرم بر متر مکعب ^برای کسر ^قابل تنفس تعیین کرده است. کنفرانس بهداشتکاران صنعتی دولتی آمریکا، ACGIH، همان TWA (10 میلی گرم بر متر ^مکعب ) را پیشنهاد می کند، و همچنین حداکثر غلظت را مشخص می کند که ممکن است فقط برای 30 دقیقه (30 میلی گرم بر متر ^مکعب ) در طول روز کاری تجربه شود. اگر آزبست در کربنات کلسیم وجود دارد، باید اقدامات احتیاطی مربوط به آزبست را مورد توجه قرار داد. غلظت NIOSH TWA فوق برای موادی اعمال می شود که حاوی 1٪ سیلیس کریستالی هستند.

کربنات کلسیم برای حیوانات سمی نیست و LD50 آن برای موش های خوراکی 6450 میلی گرم بر کیلوگرم است. به طور مشابه، هیچ اثر محیطی نامطلوبی وجود ندارد که توسط کربنات کلسیم ایجاد شود.

مشاهده فصلخرید کتاب