（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）硫酸鈣晶須是一種微細短纖維，具有高強度、高模量、耐高溫、耐磨耗、韌性好、抗腐蝕、易進(jìn)行表面處理、易與塑料、樹(shù)脂、橡膠等聚合物復合(親和力強)等優(yōu)良性能，且無(wú)毒、價(jià)廉(僅為碳化硅晶須的1/300)， 作為一種增韌補強的綠色環(huán)保材料，也可以起耐磨、凈化過(guò)濾、阻燃、增加白度等效果，可廣泛用于塑料、橡膠、樹(shù)脂、膠粘劑、摩擦材料、油漆、涂料、環(huán)境工程、造紙等行業(yè)和領(lǐng)域，并且是所有晶須產(chǎn)品中價(jià)格最優(yōu)，質(zhì)量?jì)?yōu)良的新型無(wú)機晶須材料。
1、在復合材料中的應用
無(wú)機晶須在復合材料中的主要作用就是增強增韌。硫酸鈣晶須本身結構纖細,具有較高的強度和彈性模量,加入到熱固或熱塑性樹(shù)脂中能夠均勻分散,并且由于其骨架作用,可形成穩定的聚合物/晶須復合材料。硫酸鈣晶須可以作為高分子塑料、樹(shù)脂、橡膠、金屬及陶瓷材料的增強組元；還可作為摩擦材料，代替石棉等。
江蘇技術(shù)師范學(xué)院周健等采用活性硫酸鈣晶須、增韌劑(乙烯/辛烯)共聚物(POE)和其它助劑與共聚聚丙烯(PP)通過(guò)熔融擠出共混制得PP/硫酸鈣晶須復合材料。結果表明, 當硫酸鈣晶須質(zhì)量分數為5%時(shí),硫酸鈣晶須在PP中分布均勻,能起到明顯的增強作用。經(jīng)KH-550處理的硫酸鈣晶須對PP的增強作用明顯優(yōu)于未處理的硫酸鈣晶須。
河南科技大學(xué)牛永平等以硫酸鈣晶須(CSW)作為填料填充改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）,采用熱壓成型法制備了不同硫酸鈣晶須含量的UHMWPE/CSW復合材料;在銷(xiāo)-盤(pán)摩擦磨損試驗機上考察了硫酸鈣晶須對UHMWPE/CSW復合材料摩擦學(xué)性能的影響,利用掃描電子顯微鏡對UHMWPE復合材料的磨損表面進(jìn)行了微觀(guān)分析。結果表明:隨著(zhù)硫酸鈣晶須填充量的增加,復合材料的硬度逐漸增大,耐磨性能逐漸增加,摩擦因數逐漸減小;當硫酸鈣晶須填充質(zhì)量分數為20%時(shí), UHMWPE/CSW復合材料的摩擦學(xué)性能最好。
2、在瀝青改性中的應用
瀝青中加入硫酸鈣晶須后,瀝青的軟化溫度可顯著(zhù)提高,從而可改善瀝青制品的高溫性能及使用壽命。
山東科技大學(xué)馬繼紅研究了硫酸鈣晶須對道路改性瀝青的性能影響，結果表明：與生石膏相比,硫酸鈣晶須（CSW）改性瀝青性能較基質(zhì)瀝青要好。硫酸鈣晶須在降低瀝青針入度的同時(shí)可降低其軟化點(diǎn),對瀝青高溫性能改善更好,對瀝青的適應性更高。未改性CSW與瀝青基體相容性不好,瀝青性能改善不太明顯且容易出現離析現象;對CSW進(jìn)行表面處理后,瀝青性能改善明顯,晶須與瀝青基體相容性提高。
3、在環(huán)境工程中的應用
硫酸鈣晶須比表面積大、松散密度小、蓬松度高、無(wú)毒無(wú)污染，可以用于廢氣廢水中的過(guò)濾凈化，甚至可以在飲料、藥品等充當過(guò)濾材料。同時(shí)硫酸鈣晶須耐高溫,在過(guò)濾高溫或有腐蝕性的液體或氣體前不必進(jìn)行冷卻或中和,而可以直接進(jìn)行過(guò)濾。
在石油開(kāi)采、加工、運輸及其他過(guò)程中都會(huì )產(chǎn)生含油廢水, 經(jīng)浮選、過(guò)濾等機械方法處理后,油在水中呈乳狀液,易形成O/W型乳化微粒,體系較穩定,不易上浮于水面,處理難度較大。遼寧石油化工大學(xué)劉玲等研究了硫酸鈣晶須破乳除油的性能,試驗結果表明, 硫酸鈣晶須破乳除油效果較好, pH、溫度、時(shí)間、硫酸鈣晶須用量均會(huì )對除油效果產(chǎn)生影響。最佳的工藝條件: 加熱溫度30℃、加熱時(shí)間 30min、投加量 0.2g、pH為9, 此方法可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
4、在造紙行業(yè)中的應用
把硫酸鈣晶須用抄紙粘結劑固定或混合在紙漿中10%(重量比)以上,利用抄取法能制備特殊紙張。作為紙張的填充劑,硫酸鈣晶須可以改善紙張的不透明性、可塑性、阻燃性以及印刷性能等。
東北林業(yè)大學(xué)劉焱等探討了硫酸鈣晶須對紙張強度的增強效果。硫酸鈣晶須對紙張具有一定的增強作用，當硫酸鈣晶須加入量低于 10%時(shí)，紙頁(yè)各項強度均有一定程度下降，當加入量高于10%時(shí)，紙頁(yè)各項強度隨加入量的增加而升高，硫酸鈣晶須加入量為25%時(shí)，紙頁(yè)各項強度達到最大值，繼續加入硫酸鈣晶須，紙頁(yè)強度則逐漸下降；紙漿打漿度為50 -55°SR 時(shí)，硫酸鈣晶須用于紙張增強的效果最佳。
5、其他方面的應用
除用于上述幾個(gè)主要方面以外,硫酸鈣晶須還可用于膠粘劑、催化劑、涂料、油漆、輕質(zhì)建材和隔熱材料等的制造等方面。
東北大學(xué)于福家等以硫酸鈣晶須為填充劑,進(jìn)行了配制環(huán)氧膠粘劑的研究。結果表明,其抗伸強度可提高50%-120%,剪切強度相對可提高40%-140%,效果明顯。硫酸鈣晶須是膠粘劑非常優(yōu)良的填充劑。
東北大學(xué)張連紅等以三羥甲基丙烷(TMP)、丙烯酸(AA)為原料,硫酸鈣晶須為催化劑,環(huán)己烷和甲苯混合物為帶水劑,合成三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。結果表明:以對苯二酚和吩噻嗪做混合阻聚劑,n(AA)：n(TMP)=3.40,硫酸鈣晶須的質(zhì)量分數(以三羥甲基丙烷用量為基準)為2.0%,、環(huán)己烷用量20%、甲苯用量30%;酯化反應溫度為98℃,反應時(shí)間為5h,在此條件下合成的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯酯化率大于96.8%,純度達到97.6%。
我國的石膏資源非常豐富，儲量和年產(chǎn)量均較大，現已探明儲量達到 600 億噸，據統計其年產(chǎn)量在 3000 萬(wàn)噸以上，占世界首位。硫酸鈣晶須以石膏為原料，資源多，成本低，同時(shí)也為生石膏的深度加工提供了新途徑。此外，還可選用工業(yè)廢料、廢酸，鹽類(lèi)等作為原料，成本低，綠色環(huán)保，因此硫酸鈣晶須具有廣泛的應用領(lǐng)域和廣闊的市場(chǎng)需求。
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