硫酸钙晶须的制备及其应用进展.pdf

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1、第39卷第4期当代化工Vo1．39，No．42010年8月ContemporaryChemicalIndustryAugust，2010硫酸钙晶须的制备及其应用进展术师存杰，张兴儒，郭祖鹏，焉海波(青海大学化工学院，青海西宁810016)摘要：综述了硫酸钙晶须的制备原理和方法及应用方面的研究进展，并介绍了其性能特点。由于硫酸钙晶须极好的性价比，具有良好的应用前景，市场潜力巨大。关键词：硫酸钙晶须；制备；性能；应用中图分类号：'rQ343．4文献标识码：A文章编号：1671—0460(2010)04—0436—04晶须是指以单晶形式生长成的具有一定长径须【3】。比的一种纤维材

2、料，其直径约为0．0110m，长1．2制备原理度约为10～10m，长径比达到5～l000甚至更结晶理论认为，硫酸钙晶须的制备实质上是颗高的纤维状单晶体。不含有通常材料中存在的缺陷粒状的二水硫酸钙失去结晶水，转变为半水或无水(晶界、位错、空穴等)，原子高度有序，强度接近于硫酸钙的过程，生成实质是一个溶解一结晶一脱水完整晶体的理论值，是目前已知强度最大的固体，的过程f4】，化学反应方程式如下：具有优良的力学性能，可作为符合材料的增强和改CaSO4"2H2O(颗粒状)---~CaSO·(1／2)H2O(纤维性组分[”。状)+(3／2)H2O硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是无水硫酸钙的

3、CaSO-(1／2)H20(纤维状)CaS04(纤维状)+纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、(1／2)H2O完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长(1)CaSO·2H20的溶解过程：径比一般为30～80。具有颗粒状填料的细度、短纤CaSO4·2H2O_÷C+S04+2H20维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、(2)CaSO·(1／2)H20的结晶过程：韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与Ca斗+S042一+(1／2)H20CaS·(1／2)H2O树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，具有优(3)CaSO·(1／2)H20脱水生成无水

4、硫酸钙晶须：良的增强功能和阻燃性。和其他无机晶须相比，硫CaSO·(1／2)H2O—·CaSO4+(1／2)H20酸钙晶须是无毒的绿色环保材料[21。1-3制备技术现状(1)石膏为原料1硫酸钙晶须的制备以石膏为原料制备硫酸钙晶须的方法主要有水1．1制备方法热法和常压酸化法。水热法是将<2％的二水石膏硫酸钙晶须与硫酸钙石膏一样，也有二水、半悬浮液加到水压热器中处理，在饱和蒸气压力下，水和无水之分，硫酸钙晶须的制备是将粒状的二水二水石膏变为细小针状的半水石膏，再经晶形稳定硫酸钙转化为纤维状半水硫酸钙晶须的过程。化处理得到半水硫酸钙晶须。该方法生产成本高，目前，制取硫酸钙晶须的方

5、法主要有水压热法应用受到限制。常压酸化法是在一定温度下，高浓和常压酸化法。水压热法，将天然石膏精制后得到度二水石膏悬浮液在酸性溶液中可以转变成针状的二水硫酸钙配制成水溶液，放入水压热容器中，半水硫酸钙晶须。与水压热法相比，此方法不需要在一定的温度和压力下，二水硫酸钙转变为针状的压热器，且原料的质量分数大大提高，成本大幅度半水硫酸钙晶体。常压酸化法，将天然石膏或石灰、降低，易于实现工业化生产[5-81。石灰乳与硫酸或废酸合成二水硫酸钙，在一定温度(2)钙盐和硫酸盐为原料和酸性条件下，转变成针状或纤维状半水硫酸钙晶此法又称为微乳法，分别配制钙盐和硫酸盐溶收稿日期：2010—07

6、。07作者简介：师存杰(1974一)，男，青海互助人，讲师，毕业于东北林业大学化学工程专业，从事化学工程专业的教学与科研工作。E·mail：qdscj@tom．tom。2010年8月师存杰，等：硫酸钙晶须的制备及其应用进展437液，并进行机械搅拌，混合后轻微搅拌，陈化24h得表1硫酸钙晶须的基本性能指标Table1Thebasicpropertiesindexofcalciumsu1fatewhisker到硫酸钙晶须。适当的陈化时间对产物晶化与排列组装有一定作用。指标名称指标指标名称指标(3)柠檬酸废渣为原料石膏纤维ONODA-GPF拉伸强度／GPa20．5此法采用水热法：

7、把柠檬酸废渣在变频行星式密度／(g·cm)2,96拉伸模量，GPa178球墨磨12h，过滤，与一定的水混合，调pH至34，松散密度／(g·cm)O．1—0．4长度／Vm50～200直径／Vm0．2～4水溶性(22℃)×l0r61200加入一定比例的晶种和添加剂，进行水热反应，产物熔点，℃1450硬度／莫氏3～4经过过滤、干燥，即得硫酸钙晶须。所制备的晶须平耐热性，℃1000长径比>30均长径比约为50，转化率超过90％。该方法充分利折光指数1．585自度≥92用柠檬酸废渣，变废为宝，具有重要的实际意义【Ⅻ。(4)废