一、無水硫酸鈣簡介
　　1. 無水硫酸鈣
　　無水硫酸鈣是以二水硫酸鈣作為原料，采用先進的工藝及配方生產(chǎn)的具有半水、無水、死燒硫酸鈣纖維狀單晶體。硫酸鈣晶須具有完善的結(jié)構(gòu)、完整的外形、特定的橫截面、穩(wěn)定的尺寸，其平均長徑比可達60。硫酸鈣晶須同其它短纖維比較，有極高的機械強度, 且價格在晶須行業(yè)中最低，有其他晶須無可比擬的性能價格比，應用范圍非常廣泛。其基本性能如下：
　

　　二、 硫酸鈣晶須應用優(yōu)勢及方向
　　·A優(yōu)勢
　　無水硫酸鈣添加到下游制品中的優(yōu)勢, 是針對一般無機填料和玻璃纖維而言的。 現(xiàn)在塑料、橡膠和許多化工制品，均采用填充無機填料以降低成本或提高相關性能；采用有機或無機纖維對材料基體起增強作用。其中無機填料主要有：硅灰石、白炭黑、碳酸鈣粉、硫酸鈣粉等；增強纖維主要有：碳纖維、玻璃纖維、硅灰石纖維和滌綸纖維等。無水硫酸鈣集聚了無機填料和增強纖維的優(yōu)勢于一身，應用于制品中,體現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能。
　　主要有以下幾個方面：
　　1） 在薄壁制品中添加的優(yōu)勢
　　拋開無水硫酸鈣對薄壁制品其他性能的提高，單從薄壁制品加工的形狀和尺寸的幾何精度而言，無水硫酸鈣較玻璃纖維極具優(yōu)勢。薄壁制品的形狀和尺寸對添加纖維的尺寸有嚴格的要求，纖維的長度、直徑和長徑比，對薄壁制品的外觀質(zhì)量及薄壁制品注射流動性產(chǎn)生決定性的影響。長徑比適中，長度和直徑越小，對薄壁制品的質(zhì)量影響就越小。無水硫酸鈣長度為50-200um，直徑0.2-4um；而玻纖為長纖維, 即使短切玻纖也是以毫米作計量單位。對具體添加無水硫酸鈣和玻璃纖維的制品，如聚四氟乙烯片材，從實測和感觀都體現(xiàn)了添加無水硫酸鈣的精細，而添加玻璃纖維在邊、角地方有玻纖支出, 顯得粗糙。
　　2）尺寸穩(wěn)定性好
　　無水硫酸鈣添加到相關制品中，由于其尺寸、長徑比及工藝的影響，其取向沒有長纖維和短切纖維有規(guī)則，這在微觀上改變制品的同時，而使制品顯示各向同性。長纖維及短切玻纖在增強制品時,都是按近于同一方向(縱向)排列，這使縱向和橫向性能產(chǎn)生了差異。表現(xiàn)在制品尺寸上，縱向和橫向收縮率的差異較大，從而使制品在環(huán)境影響時發(fā)生撓曲和變形。這對于高精密的電子、家電零部件的質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。而無水硫酸鈣應用于制品中，縱向和橫向收縮率差異較小，能保證制品尺寸和形狀的精度。短切玻纖在PP和ABS中，對尺寸的穩(wěn)定性有一定的提高，但和硫酸鈣晶須相比較，還有一定的差距。具體見下表。

表1 玻纖與無水硫酸鈣增強材料收縮率比較

　　3）提高制品的表面光潔度
　　在電子、電器和日用生活品中，制品的表面光潔度，是人們所要求的質(zhì)量指標之一。由于無水硫酸鈣表現(xiàn)為纖維增強，雖長徑比較大，但尺寸很小。在增強制品時不表現(xiàn)類似長纖維增強時所表現(xiàn)的粗糙、不平整、無光澤等現(xiàn)象。
　　4） 提高制品的耐熱溫度
　　無水硫酸鈣具有無機填料的熱均勻性，熔點為1450℃，在900℃時，仍保持其原有的機械性能。將其添加到制品中能顯著地提高制品的耐熱溫度。如臺灣奇美757的ABS料，基體熱變形溫度為84℃，無水硫酸鈣增強后的熱變形溫度為90℃；純PP粉對PP母粒，可通過加入無水硫酸鈣增強，且將熱變形溫度從81.73℃ 提高到118.64℃。
　　5）減少對設備的磨損
　　眾所周知，利用玻璃纖維增強聚合物時，混合設備所受到的磨損相當嚴重，其主要原因為玻纖具有高的表面硬度和剛度。而無水硫酸鈣對聚合物增強時卻不會造成設備磨損，這是因為無水硫酸鈣不僅表面硬度較低，更在于其微細的結(jié)構(gòu)和具有好的流動性。
　　6） 增韌和增強
　　無水硫酸鈣是一種短纖維，對制品有增強的性能。硫酸鈣晶須添加到制品中時，采用不同規(guī)格的晶須和不同的添加工藝，能達到不同的增韌、增強效果。對增強PP而言，拉伸強度可達57.5MPa；對增韌PP而言，其缺口沖擊強度可達162 J/M。
　　7） 降低磨耗
　　可替代石棉，作無石棉摩擦材料。
　　8） 提高模具的充滿程度
　　在纖維增強壓鑄、澆鑄成型時，添加無水硫酸鈣比添加其他纖維有較好的流動性，能充滿整個模具，使制品尺寸更加準確，提高成材率。
　　9） 提高介電性能
　　添加無水硫酸鈣后可提高制品介電性能，從而可用于電子、電氣及家電零部件。
　　10） 提高熔融指數(shù)
　　無水硫酸鈣在添加到聚四氟乙烯，聚氨酯、PP、ABS時其熔融指數(shù)和基體相當，并且可根據(jù)具體要求進行調(diào)節(jié)。
　　11） 無毒
　　無水硫酸鈣無毒,可用于食品的過濾。而玻璃纖維吸入肺中容易致癌。
　　12） 具有價格優(yōu)勢
　　2．應用方向
　　根據(jù)無水硫酸鈣的性能優(yōu)勢，其在應用有以下方向：
　　1） 用于增強PP、PA、ABS、PBT、PET、聚氨酯、硅橡膠和氟橡膠等橡塑產(chǎn)品。增強制品可廣泛應用電子、電氣、電器、機械、汽車,化工裝置的零部件，提高其相關性能。
　　2）用于過濾材料，利用晶須間隙和特殊處理后的表面活性，可廣泛用作啤酒、飲料、果汁等的過濾。工藝簡單，效率高，成本低。
　　3）用于摩擦材料，可替代石棉，生產(chǎn)無石棉摩擦材料，以及用于耐磨性的對偶件。
　　4）用于膠粘劑及密封膠。
　　5） 用于提高瀝青的軟化溫度，制造難燃紙張和耐熱傳送帶。
　　6）用于輕質(zhì)隔熱材料和涂料、油漆等行業(yè)。
　　(3) 國內(nèi)外無水硫酸鈣應用實例
　　1 無水硫酸鈣應用于PBT、PA66中
　　無水硫酸鈣可應用于熱固性樹脂和熱塑性樹脂。無水硫酸鈣應用于PBT、PA66中，其撓曲強度、抗張強度和熱變形溫度都較硅灰石添加有所提高。具體見下表：

表2, 無水硫酸鈣在PBT、PA66中的應用效果

　　2 無水硫酸鈣在聚丙烯酸脂薄膜中的應用
　　分別用無水硫酸鈣和斜方晶體結(jié)構(gòu)的硫酸鈣硬石膏粉為聚丙烯酸脂薄膜的增強劑。由結(jié)果可清楚地看到，后者對性能無改進，而加入18%的硫酸鈣晶須與無填料的對照物相比較，抗張強度幾乎增強了一倍，模量增加了近5倍之多。詳見下表：

表3, 無水硫酸鈣在聚丙烯酸中的應用

　　3．無水硫酸鈣在瀝青中的應用
　　無水硫酸鈣添加到瀝青中，它對提高瀝青的軟化點有決定性的影響。這種影響導致了將無水硫酸鈣在屋頂材料特別是代替玻璃纖維以有機物為基礎的氈材方面應用的進一步開發(fā)工作。不同結(jié)構(gòu)的硫酸鈣和不同量的無水硫酸鈣對瀝青性能影響見下表：

表4、硫酸晶須在瀝青中的應用

  4、尼龍6
   PA6采用無水硫酸鈣增強后，其抗張強度、撓曲強度及熱畸變溫度均有顯著提高，而其中抗張強度提高了一倍。無水硫酸鈣增強PA6的結(jié)果如表5所示：

表5 無水硫酸鈣增強PA6的效果

　　5．摩擦材料
　　由于石棉粉塵會引起肺、支氣管等許多疾病，西方發(fā)達國家已禁止在摩擦材料中試用石棉，我國也將減少石棉在摩擦材料中的試用。無水硫酸鈣無毒，適合作為石棉的代用品，其作為無石棉摩擦片的結(jié)果如下；

表6、無水硫酸鈣在摩擦材料上的應用效果

　　由上表可知，含無水硫酸鈣的摩擦材料性能穩(wěn)定，摩擦系數(shù)在100-200℃溫度范圍內(nèi)變化不大，實測的磨損率遠低于標準要求的數(shù)值。
　　6．其他應用
　　無水硫酸鈣被廣泛用于難燃紙張，纖維素塑料，建筑材料和其他材料的補強劑。比如；
　　(1) 無水硫酸鈣添加到纖維素紙漿中可制得高強度的防火紙。
　　(2) 無水硫酸鈣可用于作瓦愣紙、包裝紙等的抗滑劑。
　　(3) 無水硫酸鈣涂上10-80wt%的金屬如金、銀、銅、鉑等可作為抗靜電材料，并且有良好的防火性和剛性。
　　(4) 無水硫酸鈣可用于具有抗水解性能和耐磨性的樹脂基復合材料。
　　推薦應用產(chǎn)品及性能指標
•環(huán)氧膠粘劑
　　將無水硫酸鈣與環(huán)氧膠粘劑常用的填料進行粘結(jié)強度的對比測試，得知無水硫酸鈣對環(huán)氧膠粘劑性能有較好的影響。
　　1、填充無水硫酸鈣的環(huán)氧膠粘劑,拉伸強度和剪切強度勉縣提高。2、將無水硫酸鈣與其他填料如石英粉混合用于配制環(huán)氧膠粘劑拉伸強度和剪切強度都明顯提高(約40%18%)。3、已無水硫酸鈣配制環(huán)氧樹脂膠粘劑分散性好，觸變性大，施工不流淌，固化后表面光滑，不出現(xiàn)白化現(xiàn)象。
•聚四氟乙烯
　　商品名：LA-SFB-01
　　拉伸強度：15.3MPa(23℃)
　　伸長率：265%(23℃)
　　介電強度：20kv/mm
　　磨痕寬度：6mm
　　熔點：377℃
　　熱失重：0.02%
　　該性能指標適用于聚四氟乙烯板材、棒材。數(shù)據(jù)提供是上海化工廠據(jù)北京化工大學試驗工藝基礎及配方生產(chǎn)應用時采樣得出，現(xiàn)已制成制品在下游制品中應用。
•PA66
　　商品名：LA-PA66-H01
　　拉伸強度：134MPa(23℃)
　　彎曲強度：118MPa(23℃)
　　彎曲模量：6GPa
　　伸長率：4%
　　缺口沖擊強度：4.3KJ/m2
　　邵氏硬度：80
　　熱變形溫度：239℃(0.45MPa)
　　熔融指數(shù)：52.4g/10min
　　成型收縮率：0.9-1.1%
　　該性能指標適用于自動打字機凸輪，電子和電器開關，騎車，船舶的油孔蓋，轉(zhuǎn)速表齒輪等。
•聚丙烯
　　商品名：LA-PP-H01
　　拉伸強度：30.8MPa (23℃)
　　彎曲強度：60.2 MPa
　　斷裂伸長率：238.33%
　　缺口沖擊強度：69.06J/m2
　　邵氏硬度：44
　　維卡軟化點：155.94℃(1kg)
　　熱變形溫度：123.9℃(0.45 MPa)
　　成型收縮率：縱向0.41%
　　橫向0.16% (23℃)
　　熔融指數(shù)：5.46g/10min
　　該指標適用于汽車前護板、后車罩、空氣過濾器罩、風扇罩、加熱器殼、電池箱及內(nèi)部裝飾面板；電器上做各種儀器表殼、蓋和各種零部件；在化工方面用于真空過濾殼體、過濾板、閥門、管件等。
•ABS
　　商品名：LA-ABS-G01
　　拉伸傾訴：45MPa
　　斷裂伸長率：20.3 %
　　缺口沖擊強度：110J/m2 (23℃)
　　邵氏硬度：48
　　維卡軟化點：103.37℃
　　熱變形溫度：92.8℃
　　收縮率：縱向0.13%
　　橫向0.10% (23℃)
　　該指標適用于錄音機、電視機、電冰箱、洗衣機、空調(diào)機和吸塵器的外殼、內(nèi)襯與配件；汽車上的儀表架、擋泥板及其它配件；還可用于鞋、箱包、辦公設備、玩具及家具。