硫酸钙晶须简介
资源型矿物简介、硫酸钙晶须
2.2.2 晶须的磁性
由于其小尺寸、内部结构及外形的完善性，晶须是铁磁性物质磁畴研 究最理想的样品。与力学性质相似，晶须的矫顽力也比普通材料高三个
数量级，接近理论计算值。
晶须直径下降，矫顽力上升，当晶须直径小于1μm后，晶须矫顽力大幅 度提高。理论预测结果表明，理想铁晶体沿(100)方向被磁化后，直至反
(3) 以卤渣为原料制备硫酸钙晶须
我国是以海水为原料生产食盐的大国，有大量的食盐副产
品—卤水（硫酸盐型-Na2SO4、MgSO4、CaSO4等）。
2.5 水热法合成硫酸钙晶须影响因素
1）试验装备
1 13
0
220
2 9(10,11,12) 3 8 7 4
0
14
1 2 0
22
0
6 5
硫酸钙晶须结晶过程的影响因素可分为反应釜结构参数
第五章、非金属矿物材料
5.2、硫酸钙晶须制备
东北大学矿物材料与粉体技术研究中心 高鹏
2.1、晶须概念
晶须是指具有均一的横截面、完整的外形、完善的内部结 构，长径比达到5~1000甚至更高的纤维状单晶体。晶须的 长度一般为 10~1000m ，晶须的直径一般在 0.01~10m 之 间，最典型晶须的直径在1m左右。
1）煅烧法
3.0 2.5 2.0 1.5 101 100 99 98 97 96 95
Heat flow/mW/mg
1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 200 400
DSC
Mass loss/%
18000
○
16000 14000
TG
94
硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须是一种以硫酸钙为原料制备的无机纤维材料，具有尺寸细小、柔软、耐高温、无毒等特点，常用于绝缘材料、填充材料、过滤材料等领域。
下面介绍硫酸钙晶须的生产工艺。
硫酸钙晶须的生产工艺一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：首先需要准备硫酸钙的原料。
硫酸钙可以通过将石膏经过煅烧得到，煅烧温度一般在130-300摄氏度之间进行控制。
2. 石膏研磨：将石膏研磨成颗粒状，研磨的颗粒大小可以根据需要进行调整。
3. 石膏脱水：将研磨后的石膏颗粒放入脱水机中，通过脱水的方式去除颗粒中的水分。
脱水机一般采用离心式脱水，将石膏颗粒在高速旋转离心机中进行脱水。
4. 石膏成型：将脱水后的石膏颗粒放入成型机中进行成型。
成型机一般采用旋转成型方式，通过旋转成型机的旋转运动，使石膏颗粒逐渐凝固并形成晶须状。
5. 硫酸钙晶须烘干：将成型后的硫酸钙晶须放入烘干设备中进行烘干。
烘干温度一般在100-180摄氏度之间控制，以去除晶须中的水分。
6. 硫酸钙晶须加工：经过烘干的硫酸钙晶须可以进行进一步的
加工。
这包括切割、研磨、表面处理等工艺，以获得符合需求的硫酸钙晶须产品。
需要注意的是，在整个生产工艺中，原料的质量控制、生产设备的稳定性、工艺参数的准确控制都对硫酸钙晶须的质量产生重要影响。
此外，对于不同用途的硫酸钙晶须，其生产工艺可能会有所差异，需要根据不同要求进行调整。
硫酸钙晶须
硫酸钙晶须一、概述硫酸钙晶须，别名：石膏纤维、石膏晶须；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4，国际商品名称为“ONODA-GPF”。
硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构、稳定的尺寸的纤维状（须状）单晶体。
硫酸钙晶须是一种细小纤维状的亚纳米材料，具有十分优良的力学性能和物理性能、价格低廉的新型功能材料。
硫酸钙晶须有二水（CaSO4•2H2O）、半水（CaSO4•0.5H2O）和无水（CaSO4）之分。
其制备方法目前主要有水压热法和常压酸化法。
二、性能和指标（一）性能硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。
1、优良的力学性能（1）很高的断裂强度和弹性模量硫酸钙晶须作为细微的单晶体，内部结构十分完整。
具有非常坚韧的性质，其抗张强度为玻璃纤维的5-10倍。
硫酸钙晶须能弹性地承受较大的应变而无永久变形，经4%的应变还在弹性范围内，不产生永久形变，而块状晶体的弹性变形范围却小于0.1%。
（2）耐高温性硫酸钙晶须具有不会引起高温滑移的完整性，温度升高时，不分解、不软化，其强度几乎没有损失。
所以这个特性使其在防火材料中的应用成为可能。
（3）相当大的长径比三、应用硫酸钙晶须是世界上最新一代高性能复合材料增强剂，集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料、建筑材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。
（一）用途1、复合材料的增强组元硫酸钙晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属的增强组元。
如在塑料中加入晶须后，可提高材料的机械强度、耐热性及尺寸稳定性。
硫酸钙晶须
精心整理硫酸钙晶须一．优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、（2）?尺寸稳定性好硫酸钙晶须添加到相关制品中，由于其尺寸、长径比及工艺的影响，其取向没有长纤维和短切纤维有规则，这在微观上改变制品的同时，而使得制品显示各向同性。
长纤维及短切纤维在增强制品时，都是按近于同一方向（纵向）排列，这使纵向和横向性能产生差异。
表现在制品尺寸上，纵向和横向收缩率的差异较大，从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。
这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。
而硫酸钙晶须应用于制品中，纵向和横向收缩率差异较小，能保证制品尺寸和外姓的精密度。
短切纤维在PP和ABS中，对尺寸的稳定性有一定的提高，但和硫（4）提高制品的耐热温度硫酸钙晶须具有无机填料的热均匀性，熔点为1450℃，在900℃时，仍保持其原有的机械性能。
将其加到制品中能显着地提高制品的耐热温度。
如奇美757的ABS材料，基体热变形温度为84℃，硫酸钙晶须增强后的热变形温度为90℃；纯PP粉对PP母粒，可通过?加入硫酸钙晶须增强，且将热变形温度从81.73℃提高到118.64℃。
（5）减少对设备的磨损众所周知，利用玻璃纤维增强聚合物时，混合设置所受到的磨损相当严重，其主要原因为玻纤具有高度的表面硬度和刚度，这是因为硫酸钙晶须不仅部件。
（10）提高熔融指数硫酸钙晶须在添加到聚四氟乙烯、聚氨酯、PP、ABS时其熔融指数和基体相当，并且可根据具体要求进行调节。
（11）无毒硫酸钙晶须无毒，可用于食品的过滤。
而玻璃纤维吸入肺中容易致癌。
（12）具有价格优势?二．国内外硫酸钙晶须应用实例P钙晶须与无填料的对照物相比较，抗张强度几乎增强了一倍，模量增加了5倍之多。
详见下表：表3硫酸钙晶须在聚丙烯酸脂中的应用材料重量（%）抗张强度MPa抗张模量MPa对照物02.39.6石膏粉182.38.96硫酸钙晶须183.8647.53.尼龙6商品名：LA-SFB-01?????????????????拉伸率：265%(23℃)????????????????介电强度：20kv/mm磨痕宽度：6mm????????????????????熔点：377℃热失重：0.02%?????????????????????拉伸强度：15.3Mpa(23℃) 该性能指标始终于聚四氟乙烯板材、棒材。
硫酸钙的晶体结构
硫酸钙的晶体结构硫酸钙晶须主要有三种晶体相态：二水硫酸钙(生石膏，化学式CaSO4·2H2O，Dihydrate，缩写DH)，半水硫酸钙(熟石膏，化学式CaSO4·0.5H2O，Hemihydrate，缩写HH)和无水硫酸钙(硬石膏，化学式CaSO4，Anhydrate，缩写AH)。
二水硫酸钙属于单斜晶系，[SO4]2-四面体和Ca2+联结成平行于(010)面的双层结构，H2O分子分布于双层之间。
Ca2+的配位数为8，与相邻的4个[SO4]2-四面体中的6个O2-和2个H2O分子联结。
H2O分子与[SO4]2-中的O2-以氢键相联系，水分子之间以分子键相联系。
半水硫酸钙属于单斜晶系，[SO4]2-四面体和Ca2+联结成平行于(100)和(010)面层状结构。
Ca2+的配位数为6，Ca2+与相邻的4个[SO4]2-四面体中的6个O2-相联结。
[SO4]2-四面体和Ca2+在C轴方向联结为链状，链链之间存在孔道，0.5个H2O位于此孔道内，并与[SO4]2-中的O2-以氢键相联系。
无水硫酸钙属于正交晶系，晶体结构由[SO4]2-四面体和Ca2+构成。
Ca2+的配位数为8，Ca2+与相邻的4个[SO4]2-四面体中的8个O2-相联结。
各晶型晶格参数如表1所示。
表1 三种硫酸钙晶体的晶格参数Table 1 Lattice parameters of calcium sulfate化学式晶系空间群晶格常数CaSO4·2H2O 单斜I 12/ C1a=5.679b=15.202c=6.522β=118.43γ=90CaSO4·0.5H2O 单斜I 121 a=12.0317b=6.9269c=12.6712α=90β=90.270γ=90CaSO4正交AMMA a=6.991b=6.996α=90β=90。
一种硫酸钙晶须的制备方法
一种硫酸钙晶须的制备方法硫酸钙晶须是由硫酸钙晶体生长形成的一种细小晶须状结构。
制备硫酸钙晶须的方法主要有溶液法和气相法两种。
以下将详细介绍这两种方法。
溶液法制备硫酸钙晶须：1. 准备所需材料和试剂，包括硫酸钙溶液、硫酸、甲醇、硝酸钙等。
2. 将硝酸钙溶液加入硫酸中，使其溶解形成硫酸钙溶液。
3. 在反应容器中加入甲醇和硫酸钙溶液，将其搅拌均匀。
4. 将反应容器放入恒温水浴槽中，保持温度在60-70之间。
5. 在恒温水浴槽中加入硫酸，使其浓度逐渐增加，促进硫酸钙晶体生长。
6. 在一定时间内进行反应，观察硫酸钙晶体的生长情况。
7. 可根据需要进行反复溶解和结晶，以得到更纯净的硫酸钙晶须。
气相法制备硫酸钙晶须：1. 准备所需材料和试剂，包括硫酸钙溶液、可用于气溶胶化的溶剂等。
2. 将硫酸钙溶液装入喷雾器中，调节喷雾器的参数，如喷雾流速、喷雾压力等。
3. 将气溶胶生成器置于恒温箱中，通过增加温度促进溶剂的气溶胶化。
4. 调节恒温箱的温度和湿度，使其适合硫酸钙晶须的生长。
5. 控制溶剂的流速和喷雾器的参数，使硫酸钙晶体在气溶胶中生长。
6. 使用样品收集器收集硫酸钙晶须。
7. 可通过适当改变气相反应参数，如温度、湿度、喷雾流速等，以得到所需形状和尺寸的硫酸钙晶体。
无论是溶液法还是气相法制备硫酸钙晶须，制备过程中需要控制反应温度、pH 值、浓度和溶剂等参数，以获得理想的晶须形态。
此外，还可以通过改变反应条件来改变硫酸钙晶体的形貌和尺寸，以满足不同应用需求。
以上就是硫酸钙晶须的两种制备方法，每种方法都有一定的操作步骤和要求。
根据具体的制备需求和实验条件，选择合适的方法进行硫酸钙晶须的制备。
硫酸钙晶须简介
硫酸钙晶须简介硫酸钙晶须，又称石膏晶须，国际商品名称为“ONOPA-GPF”，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为20~50。
微溶于水，在水溶液中呈中性。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，pH值接近中性。
优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
硫酸晶须的性能优良、应用广泛。
（1）复合材料增强：硫酸晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。
在塑料和橡胶中加入硫酸晶须可以起增强增韧的作用，还可以使制品的可加工性增强，成型收缩率降低，表面光洁度提高。
可提高机械强度、耐热性。
（2）摩擦材料：硫酸晶须无毒，适合作石棉代用品。
西方国家已禁止在摩擦材料中使用石棉，特别轿车摩擦片。
硫酸晶须，可提高摩擦系数的稳定性及耐磨性。
（3）环境工程：石膏晶须因其具有较大比较表面积，可用作过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。
（4）沥青改性：用于沥青料及增强剂，提高沥青的软化温度。
（5）涂料和油漆：加入石膏晶须的涂料和油漆附着能力强、耐温、绝缘性好。
（6）加入无水硫酸钙晶须可提高环氧树脂黏结强度。
其增强效果超过石英粉、氧化铝、白炭黑、超细硅酸铝等到添加剂。
随着无水硫酸钙晶须的加大，环氧树脂黏结的拉伸强度和剪切强度均上升，但增大到一定值后反而下降。
本公司采用硅烷偶联剂对无水硫酸钙晶须表面处理后，黏结强度可明显提高；将改性无水硫酸钙晶须与石英粉混合使用，黏结效果更佳。
一、优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维、碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
硫酸钙晶须生产工艺
硫酸钙晶须生产工艺
硫酸钙晶须是一种重要的无机颗粒材料，广泛应用于水处理、建材、化工等领域。
下面介绍硫酸钙晶须的生产工艺。
硫酸钙晶须的生产主要分为原料准备、反应过程和后处理三个步骤。
首先，原料准备。
硫酸钙晶须的主要原料是石膏
（CaSO4·2H2O），可以通过石膏矿石的采矿或者石膏废料的
再利用获得。
石膏经过破碎、磨细和筛分等步骤，得到所需的石膏粉末。
接下来，反应过程。
在反应釜中将石膏粉末与稀硫酸
（H2SO4）按一定的比例加入，控制反应温度和反应时间。
反应温度通常在60-100℃之间，反应时间根据实际情况可以
调整。
在反应过程中，硫酸与石膏发生化学反应生成硫酸钙晶须，同时产生水。
最后，后处理。
将反应得到的硫酸钙晶须与水进行分离，可以通过离心、沉淀、过滤等方法进行，以获得干燥的硫酸钙晶须。
此外，还可以对硫酸钙晶须进行表面修饰，如喷涂、改性等，以提高其性能和应用范围。
需要注意的是，在生产过程中应严格控制反应温度和酸碱度，避免过高或过低对产品质量的影响。
同时，应选择合适的设备和施工工艺，确保生产过程的安全性和有效性。
总结起来，硫酸钙晶须的生产工艺包括原料准备、反应过程和后处理三个步骤。
合理选择原料、控制反应条件和注意后处理，可以得到高质量的硫酸钙晶须，满足不同领域的需求。
硫酸钙晶须
硫酸钙晶须一．优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
硫酸钙晶须集聚有无机填料和增强纤维的优势于一身，应用于制品中，体现出优异的综合性能。
主要有以下几个方面：（1）在薄壁制品中添加的优势抛开硫酸钙晶须对薄壁制品其他性能的提高，单从薄壁制品加工的形状和尺寸的几何精度而言，硫酸钙晶须较玻璃纤维极具优势。
薄壁制品的形状和尺寸对添加纤维的尺寸有严格的要求，纤维的长度、直径和长径比，对薄壁制品的外观质量及薄壁制品注射流动性产生决定性的影响。
长径比适中，长度和直径越小，对薄壁制品的质量影响就越小。
硫酸钙晶须长度为50-200μm，直径1-4μm；而玻璃纤维为长纤维，即使短切纤维也以毫米做计量单位。
对具体添加硫酸钙晶须和玻璃纤维的制品，如聚四氟乙烯片材，从实测和感官都体现了添加硫酸钙晶须的精细，而添加玻璃纤维在边、角地方有玻纤支出，显得粗糙。
（2）尺寸稳定性好硫酸钙晶须添加到相关制品中，由于其尺寸、长径比及工艺的影响，其取向没有长纤维和短切纤维有规则，这在微观上改变制品的同时，而使得制品显示各向同性。
长纤维及短切纤维在增强制品时，都是按近于同一方向（纵向）排列，这使纵向和横向性能产生差异。
表现在制品尺寸上，纵向和横向收缩率的差异较大，从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。
这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。
而硫酸钙晶须应用于制品中，纵向和横向收缩率差异较小，能保证制品尺寸和外姓的精密度。
短切纤维在PP和ABS中，对尺寸的稳定性有一定的提高，但和硫酸钙晶须相比较，还有一定的差距。
具体见下表。
表1：玻纤与硫酸钙晶须增强材料收缩率的比较树脂收缩率（%） PP ABS玻纤增强晶须增强玻纤增强晶须增强纵向 2.1 0.41 0.03 0.13横向 0.8 0.16 0.4 0.10纵向/横向 2.65 0.56 13.3 1.3（3）提高制品的表面光洁度。
硫酸钙晶须产品
硫酸钙晶须产品⏹硫酸钙晶须硫酸钙晶须，别名：石膏晶须，石膏纤维；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4。
国际商品名：ONODA-GPF。
晶须是指以单晶形式生长成的具有一定长径比的一种纤维材料，其直径约为0.1-10μm，长度约为10-1000μm，长径比达到5-1000 甚至更高的纤维状单晶体。
不含有通常材料中存在的缺陷（晶界、位错、空穴等），原子高度有序，强度接近于完整晶体的理论值，是目前已知强度最大的固体，具有优良的力学性能，可作为符合材料的增强和改性组分。
硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为30-80。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，具有优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
⏹硫酸钙晶须应用领域（1）硫酸钙晶须在造纸行业中的应用硫酸钙晶须是一种微细短纤维，具有化学稳定性好、耐高温性能优异、白度高、粘着率高、亲和性好、易于挂链等优点，在助剂以胶体状态存在下，有很强的吸附性，能和植物纤维(木浆、草浆)很好地结合在一起，可造出性能优良的纸张。
用硫酸钙晶须替代部分木浆(草浆)，可减少天然植物纤维的消耗和制浆过程中废水的排放，并可改善纸张的白度、强度、透气性、韧性、印刷性能(掸毛掸粉现象)等。
（2）硫酸钙晶须在橡胶行业中的应用硫酸钙晶须是纤维状单晶体，具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、抗腐蚀、易于表面处理、易与聚合物(如橡胶、塑料)复合、无毒、价廉等诸多优良的理化性能，作为增韧补强材料，可广泛用于橡胶、塑料、胶粘剂等行业和领域。
（3）硫酸钙晶须在塑料行业中的应用硫酸钙晶须是纤维状单晶体，具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、抗腐蚀、易于表面处理、易与聚合物(如橡胶、塑料)复合、无毒、价廉等诸多优良的理化性能，作为增韧补强材料，可广泛用于橡胶、塑料、胶粘剂等行业和领域。
硫酸钙晶须简介
硫酸钙晶须简介硫酸钙晶须，又称石膏晶须，国际商品名称为“ONOPA-GPF”，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为20~50。
微溶于水，在水溶液中呈中性。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，pH值接近中性。
优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
硫酸晶须的性能优良、应用广泛。
（1）复合材料增强：硫酸晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。
在塑料和橡胶中加入硫酸晶须可以起增强增韧的作用，还可以使制品的可加工性增强，成型收缩率降低，表面光洁度提高。
可提高机械强度、耐热性。
（2）摩擦材料：硫酸晶须无毒，适合作石棉代用品。
西方国家已禁止在摩擦材料中使用石棉，特别轿车摩擦片。
硫酸晶须，可提高摩擦系数的稳定性及耐磨性。
（3）环境工程：石膏晶须因其具有较大比较表面积，可用作过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。
（4）沥青改性：用于沥青料及增强剂，提高沥青的软化温度。
（5）涂料和油漆：加入石膏晶须的涂料和油漆附着能力强、耐温、绝缘性好。
（6）加入无水硫酸钙晶须可提高环氧树脂黏结强度。
其增强效果超过石英粉、氧化铝、白炭黑、超细硅酸铝等到添加剂。
随着无水硫酸钙晶须的加大，环氧树脂黏结的拉伸强度和剪切强度均上升，但增大到一定值后反而下降。
本公司采用硅烷偶联剂对无水硫酸钙晶须表面处理后，黏结强度可明显提高；将改性无水硫酸钙晶须与石英粉混合使用，黏结效果更佳。
一、优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维、碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
石膏纤维
石膏纤维一、简介石膏纤维，别名：石膏晶须，硫酸钙晶须；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW或SW；成份分子式：CaSO4。
硫酸钙晶须是以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状（须状）单晶体。
其基本性能指标如下：硫酸钙晶须有二水（CaSO4•2H2O）、半水（CaSO4•0.5H2O）和无水（CaSO4）之分。
石膏纤维是硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为20~50。
微溶于水，在水溶液中呈中性。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，pH 值接近中性。
优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
二、石膏纤维的分类石膏纤维可以分为三大类。
1、石膏短纤维：亦称为石膏晶须。
主要应用于橡胶、塑料、涂料、粘结剂等要求细度在0.3mm以下的行业。
界定纤维长度在0～300μm之间。
2、石膏中长纤维：亦称为石膏纸浆。
主要应用于造纸和纸制品行业。
界定纤维长度在0.2～3.0mm之间。
3、石膏长纤维：亦称为石膏绒。
主要应用于纤维长度要求高的行业。
例如：保温、保健、纺织等。
界定纤维长度大于3.0mm。
三、生产工艺石膏纤维的生产工艺，根据使用原料的类别不同，可以分为二类。
1、化学合成法：生产原料为化工材料。
优点是产品纯度高、颜色白，但存在投资较大、成本较高的问题，适合缺少矿物原料或需要生产高纯度石膏纤维的地方组织生产。
2、矿物转化法：生产原料为天然矿石的化学生成物。
矿物转化法生产原料充足、价格低廉、投资较省、成本很低，市场竞争力强，但产品纯度取决于生产原料，产品白度受原料和生产设备的影响显著，需要根据市场要求选择不同的矿源。
石膏纤维
石膏纤维一、石膏纤维概念石膏纤维，别名：石膏晶须，硫酸钙晶须；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW或SW；成份分子式：CaSO4。
石膏纤维是硫酸钙的纤维状单晶体，是一种新型的具有很高综合性能的无机材料。
该材料具有高强度、高模量、高介电强度、耐磨耗、耐高温、耐腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、与高分子聚合物的亲和力强、无毒等诸多优良的理化性能。
石膏纤维集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料、包覆电线的高绝缘材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可作为保温材料、阻燃材料、耐火隔热材料、红外线反射材料；也可作为过滤器、催化剂及载体。
尤其适合用于开发各种外观质量要求高、尺寸精度高且稳定性好、强度高、耐热、耐酸、耐磨的改性塑料。
其使用原料可以是天然石膏，也可以是脱硫石膏等各类化学石膏。
二、石膏纤维的分类石膏纤维可以分为三大类。
(一)石膏短纤维：亦称为石膏晶须。
主要应用于橡胶、塑料、涂料、粘结剂等要求细度在0.3mm以下的行业。
界定纤维长度在0～300μm之间。
按照结晶水含量、使用领域、白度、细度、改性剂的不同，可以具体分类为几十个规格品种。
(二)石膏中长纤维：亦称为石膏纸浆。
主要应用于造纸和纸制品行业。
界定纤维长度在0.2～3.0mm之间。
按照结晶水含量、使用对象、白度、细度、改性剂的不同，也可以具体分类为几十个规格、品种。
(三)石膏长纤维：亦称为石膏绒。
主要应用于纤维长度要求高的行业。
例如：保温、保健、纺织等。
界定纤维长度大于3.0mm。
同样也可以具体分类为几十个规格品种。
三、石膏纤维生产工艺石膏纤维的生产工艺，根据使用原料的类别不同，可以分为二类。
(一)化学合成法：生产原料为化工材料。
优点是产品纯度高、颜色白，但存在投资较大、成本较高的问题，适合缺少矿物原料或需要生产高纯度石膏纤维的地方组织生产。
(二)矿物转化法：生产原料为天然矿石的化学生成物。
常压酸化法制备硫酸钙晶须综述
第一章综述1.1晶须及其结构性能1.1.1晶须的定义及分类晶须是指人为控制条件下以单晶形式生长的形状类似短纤维的须状单晶体,其长径比达5~1000,直径一般在0.01~10μm之间。
它具有均匀的横截面，完整的外形及高度完善的内部结构，在结晶时，高度有序的原子排列结构、容纳不下空洞、位错等结构缺陷，从而形成基本完整的晶体，使之成为一种力学性能优异的新型复合材料的补强剂，是一类重要的复合材料增强组元[1]。
从1948年美国贝尔电话公司的科学家首次发现晶须以来，迄今为止材料学家们研究开发出了数百种晶须，有金属、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物以及无机盐等类晶须。
目前，晶须材料主要分为有机晶须和无机晶须两大类。
有机晶须主要有纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、聚4-羟基苯甲酸酯(PHB)晶须等几种类型，在聚合物中应用较多。
无机晶须主要包括非金属晶须和金属晶须两类，其中在聚合物材料中应用较多的是非金属晶须，金属晶须主要用于金属基复合材料中。
非金属晶须中的陶瓷质晶须的强度和耐热性优于金属晶须，是无机晶须中较为重要的一类。
它主要包括炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须以及镁盐晶须等。
1.1.2晶须的基本性质[2]1.1.2.1优良的力学性能（1）机械强度高。
晶须作为细微的单晶体，内部结构十分完整。
具有非常坚韧的性质，其抗张强度为玻璃纤维的5-10倍，比硼纤维有更好的韧性；（2）能弹性地承受较大的应变而无永久变形。
试验证明，晶须经4%的应变还在弹性范围内，不产生永久形变，而块状晶体的弹性变形范围却小于0.1%；（3）耐高温性。
晶须具有不会引起高温滑移的完整性，温度升高时，晶须不分解、不软化，其强度几乎没有损失。
所以这个特性使其在防火材料中的应用成为可能；(4)具有相当大的长径比。
晶须的横断面多具有六角形、斜方形、三角形或薄带形，不同于玻璃纤维或硼纤维具有圆形横断面，大大增加了长径比，其长径比都在30以上，能满足增强塑料、防火板材对长径比(大于30：1)的要求，使复合材料获得很高的强度和性能；(5)无疲劳效应。
硫酸钙晶须说明-造纸
硫酸钙晶须说明-造纸版硫酸钙晶须介绍：硫酸钙晶须，别名：石膏晶须，石膏纤维；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4；国际商品名称为ONODA-GPF；硫酸钙晶须是以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状（须状）单晶体。
其基本性能指标如下：平均直径 1-8um 平均长度 30-200um平均长径比 10～200 CaSO4含量≥98%白度≥98% 熔点1450℃折光指数 1.585 水溶性(22℃) <1200ppm密度 2.69ɡ/㎝3 松散密度 0.1-0.4ɡ/㎝3抗张强度 20.5Gpa 抗张模量 178 Gpa莫氏硬度 3-4 PH值 6-8硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。
硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。
硫酸钙晶须在改性造纸业中的用途及性能：硫酸钙晶须是很好的造纸原料，长径比≥100的晶须，可代替部分或大部分纸浆（50%～70%）制造特种石膏纸；长径比≤50的晶须可作纸张的高级填料（15%～20%），可大大增加纸的产量，既降低了木材（木浆）消耗，又减少造纸厂中废水的排放。
目前全国年消耗纸张30M～40Mt，仅按添加量1%计算，每年将有30万～40万t的硫酸钙晶须需求量。
一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：①晶须煅烧：将脱硫石膏、磷石膏或金属冶炼废渣中提取的纯度≥99％，白度≥90％ＩＳＯ的硫酸钙晶须煅烧2－3小时后匀整解絮。
②有机溶解抑制改性：将煅烧解絮后的硫酸钙晶须，在500－800转／分钟转速搅拌下配成质量浓度10－20％的悬浮液，加入用酒精溶解的有机溶解抑制改性剂，在60－90℃条件下反应10－30分钟，得改性后的硫酸钙晶须。
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硫酸钙晶须简介硫酸钙晶须，又称石膏晶须，国际商品名称为“ONOPA-GPF”，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为20~50。
微溶于水，在水溶液中呈中性。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，pH值接近中性。
优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
硫酸晶须的性能优良、应用广泛。
（1）复合材料增强：硫酸晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。
在塑料和橡胶中加入硫酸晶须可以起增强增韧的作用，还可以使制品的可加工性增强，成型收缩率降低，表面光洁度提高。
可提高机械强度、耐热性。
（2）摩擦材料：硫酸晶须无毒，适合作石棉代用品。
西方国家已禁止在摩擦材料中使用石棉，特别轿车摩擦片。
硫酸晶须，可提高摩擦系数的稳定性及耐磨性。
（3）环境工程：石膏晶须因其具有较大比较表面积，可用作过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。
（4）沥青改性：用于沥青料及增强剂，提高沥青的软化温度。
（5）涂料和油漆：加入石膏晶须的涂料和油漆附着能力强、耐温、绝缘性好。
（6）加入无水硫酸钙晶须可提高环氧树脂黏结强度。
其增强效果超过石英粉、氧化铝、白炭黑、超细硅酸铝等到添加剂。
随着无水硫酸钙晶须的加大，环氧树脂黏结的拉伸强度和剪切强度均上升，但增大到一定值后反而下降。
本公司采用硅烷偶联剂对无水硫酸钙晶须表面处理后，黏结强度可明显提高；将改性无水硫酸钙晶须与石英粉混合使用，黏结效果更佳。
一、优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维、碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
一百根硫酸钙晶须的粗细，相当于一根玻璃纤维。
由于晶须极细而又近乎完全结晶，结构中容不下会削弱晶体的较大缺陷，所以力学强度极高，等于临近原子间的力。
硫酸钙晶须集聚有无机填料和增强纤维的优势于一身，应用于制品中，体现出优异的综合性能。
主要有以下几个方面：（1）在薄壁制品中添加的优势抛开硫酸钙晶须对薄壁制品其他性能的提高，单从薄壁制品加工的形状和尺寸的几何精度而言，硫酸钙晶须较玻璃纤维极具优势。
薄壁制品的形状和尺寸对添加纤维的尺寸有严格的要求，纤维的长度、直径和长径比，对薄壁制品的外观质量及薄壁制品注射流动性产生决定性的影响。
长径比适中，长度和直径越小，对薄壁制品的质量影响就越小。
硫酸钙晶须长度为20-100um，直径1-3um；而玻璃纤维为长纤维，即使短切纤维也以毫米做计量单位。
对具体添加硫酸钙晶须和玻璃纤维的制品，如聚四氟乙烯片材，从实测和感官都体现了添加硫酸钙晶须的精细，而添加玻璃纤维在边、角地方有玻纤支出，显得粗糙。
、（2）尺寸稳定性好硫酸钙晶须添加到相关制品中，由于其尺寸、长径比及工艺的影响，其取向没有长纤维和短切纤维有规则，这在微观上改变制品的同时，而使得制品显示各向同性。
长纤维及短切纤维在增强制品时，都是按近于同一方向（纵向）排列，这使纵向和横向性能产生差异。
表现在制品尺寸上，纵向和横向收缩率的差异较大，从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。
这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。
而硫酸钙晶须应用于制品中，纵向和横向收缩率差异较小，能保证制品尺寸和外观的精密度。
短切纤维在PP和ABS中，对尺寸的稳定性有一定的提高，但和硫酸钙晶须相比较，还有一定差距。
具体见下表。
表1：玻纤与硫酸钙晶须增强材料收缩率的比较（3）提高制品的表面光洁度在电子、电器和日用生活品中，制品的表面光洁度，是人们所要求的质量指标之一。
由于硫酸钙晶须表现为纤维增强，虽长径比较大，但尺寸很小。
在增强制品时不表现类似长纤维增强时所表现的粗糙、不平整、不光泽等现象。
（4）提高制品的耐热温度硫酸钙晶须具有无机填料的热均匀性，熔点为1450℃，在900℃时，仍保持其原有的机械性能。
将其加到制品中能显着地提高制品的耐热温度。
如奇美757的ABS材料，基体热变形温度为84℃，硫酸钙晶须增强后的热变形温度为90℃；纯PP粉对PP母粒,可能通过加入硫酸钙晶须增强,且将热变形温度从℃提高到℃（5）减少对设备的磨损众所周知，利用玻璃纤维增强聚合物时，混合设置所受到的磨损相当严重，其主要原因为玻纤具有高度的表面硬度和刚度，这是因为硫酸钙晶须不仅表面硬度比较低，更在于其细微的结构和具有良好的流动性。
（6）增韧和增强硫酸钙晶须是一种短纤维，对制品有增强的性能。
硫酸钙晶须添加到制品中时，采用不同规格的晶须和不同的添加工艺，能达到不同的增韧、增强效果、拉伸强度可达；对增韧PP而言，其缺口冲击强度可达到162J/M。
（7）降低磨损可替代石棉，作无石棉的摩擦材料。
（8）提高模具的充满程度在纤维增强压铸、浇铸成型时，添加硫酸钙晶须比添加其他纤维有较好的流动性，能充满整个模具，使制品尺寸更加精确，提高成材率。
（9）提高介电性能添加硫酸钙晶须后可提高制品介电性能，从而可用于电子、电器及家电零部件。
（10）提高熔融指数硫酸钙晶须在添加到聚四氟乙烯、聚氨酯、PP、ABS时其熔融指数和基体相当，并且可根据具体要求进行调节。
（11）无毒硫酸钙晶须无毒，可用于食品的过滤。
而玻璃纤维吸入肺中容易致癌。
（12）具有价格优势二、国内外硫酸钙晶须应用实例1．硫酸钙晶须应用于PBT、PA66中硫酸钙晶须可用于热固体树脂和热塑性树脂。
硫酸钙晶须应用于PBT、PA66中，其挠曲强度、和热变形温度都较硅灰石添加有所提高。
具体见下表：表2：硫酸钙晶须在PBT、PA66中应用效果2．硫酸钙晶须在聚丙酸脂薄膜中的应用分别用硫酸钙晶须和斜方晶体结构的硫酸钙硬石膏粉为聚丙烯酸脂薄膜的增强剂。
由结果可清楚看到，后者对性能无改进，而加入18%的硫酸钙晶须与填料的对照物相比较，抗张强度几乎增强了一倍，模量增加了5倍之多。
详见下表：表3：硫酸钙晶须在聚丙烯酸脂中的应用3．尼龙6PA6采用硫酸钙晶须增强后，其抗张强度、挠曲强度及热畸变温度均匀有显着提高，而其中抗张强度提高了一倍。
硫酸钙晶须增强PS6的结果如表4所示：表4硫酸钙晶须增强PA6的效果三、推荐应用产品及性能指标。
l PA66商品名：LA-PA66-H01拉伸强度：134 MPa(23℃) 弯曲强度：118 MPa(23℃)弯曲模量：6Gpa 伸长率：4%缺口冲击强度：㎡邵氏硬度:80热变形温度:239℃MPa) 熔融指数:10min成型收缩率:该性能指标适用于自动打字机凸轮，电子和电器开关，汽车，船舶的油孔盖，转速表齿轮等。
l 聚丙烯商品名：LA-PP-H01拉伸强度：(23℃) 弯曲强度:断裂伸长率:% 缺口冲击强度:㎡邵氏硬度:44 维卡软化点:℃热变形温度:℃熔融指数:10min成型收缩率:纵向% 横向(23℃)无水硫酸钙晶须可用来增强聚丙烯（见下表）随着无水硫酸钙晶须用量的增加，材料的拉伸强度、弯曲强度均有升高。
当无水硫酸钙晶须的加入量超过20%时，缺口冲击强度明显上升。
表：无水硫酸钙晶须增强聚丙烯的力学性能该指标适用于汽车前护板、后车罩、空气过滤器罩、风扇罩、加热器壳、电池箱及内部装饰面板；电器上做各种仪器表壳、盖和各种零部件；在化工方面用于真空过滤壳体、过滤板、阀门、管件等。
l ABS商品名：LA-ASB-G01拉伸长度：45MPa 断裂伸长率：%缺口冲击强度:1106J/㎡(23℃) 维卡软化点:℃邵氏硬度:48 热变形温度:℃收缩率:纵向% 横向(23℃)该指标适用于录音机、电视机、电冰箱、洗衣机、空调机和洗尘器的外壳、内衬与配件；汽车上的仪表架、挡泥板及其它配件：还用于鞋、箱包、办公设备、玩具及家具。
成都市金果园商贸公司品名：硫酸钙晶须商标：峰竺晶须制造商：江西峰竺新材料科技有限公司牌号：NP-M01（NP-W010A）摩擦材料行业、塑料行业、复合材料行业专用料技术指标:外观：白色絮状粉末白度： 90%以上细度：80-120目绝对密度： g/cm3松散密度：（）成分： CaSO4纯净度：≥95% 颗粒形状：针状纤维长度： 10 – 200 μm 直径： 1 – 4 μm长径比：40-80 (90%) 水分：≤ %耐热性：1000 ℃熔点：1450 ℃PH 值： 7 +/- 莫氏硬度：3包装：25KG/袋 (内衬塑料袋, 外覆牛皮纸袋包装)品名：硫酸钙晶须商标：峰竺晶须制造商：江西峰竺新材料科技有限公司牌号：NP-M02摩擦材料专用料技术指标:外观：白色絮状粉末白度： 90%以上细度：≤ 80目绝对密度： g/cm3松散密度：（）成分：CaSO4纯净度：≥95% 颗粒形状：针状纤维长度： 10 – 300 μm 直径： 1 – 4 μm长径比：40-80 (90%) 水分：≤ %耐热性：1000 ℃熔点：1450 ℃PH 值：7 +/- 莫氏硬度：3包装：袋 (内衬塑料袋, 外覆牛皮纸袋包装)NP-G01（改性）；NP-G02 (鼓式刹车片、树脂砂轮专用)一．详细指标：外观：白色粉末白度：95%以上松散密度：（）细度：80-120目密度： g/cm3 化学成分：CaSO4纯净度：≥95% 颗粒形状: 长柱状纤维长度： 20-300μm直径： 2-8μm 长径比： 30-60 (90%) 改性剂：KH550包装：25kg/袋（内衬塑料袋，外覆牛皮纸袋包装）二．在摩擦材料应用特点：1.硫酸钙晶须的分散性和对其他有机材料的亲和性都很好，能够在鼓片里的贫纤区中均匀分布，从而配合鼓片中起骨架作用的长纤维起到协同补强的效应。
还可以很好地增加产品的剪切强度和冲击强度。
2. 在稳定摩擦系数方面表现优良，用量多在8~15%，最高用量可达20%。
3.抗磨损能力强，在高温的时候，摩擦因数和耐磨性能保持的很好。
4.由于莫氏硬度为3，不产生攻击对偶，有利于产品加工。
也可以软化鼓片的材质，在制动的时候舒适性良好。
5.由于原料是精选食用级石膏，不产生黑灰，能减少制动时鼓片落灰现象，绿色环保。
6.针对使用钢纤维的半金属或少金属配方体系，可以相应地减少钢纤维用量，同时可以使钢纤维蓬松，降低产品密度和噪音。
7.随着硫酸钙晶须加入，其他粉末填料越来越均匀，配合树脂的粘结效果更明显，也就相应地减少树脂的用量。
8.在鼓片中部分或完全取代其它晶须，取代后依旧可以保持或改善最终产品的原有品质，还可以大大提高产品性价比。
三.在树脂砂轮中的应用特点：1、我们的硫酸钙晶须属于微型纤维，在整个配方体系中可以起到辅助补充强度的效果（硫酸钙晶须的分散性和对酚醛树脂及环氧树脂等的亲和性都很好，能够在树脂结合剂里均匀分布，提高树脂的抗拉伸强度）。