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
甲基硅醇钠_硫酸钙晶须_解释说明以及概述
甲基硅醇钠硫酸钙晶须解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在化学领域中，甲基硅醇钠和硫酸钙晶须是两种具有重要应用价值的物质。
甲基硅醇钠是一种有机硅化合物，具有特殊的物化性质和广泛的应用领域。
硫酸钙晶须则是一种由钙离子和硫酸根离子组成的无机晶体，在生物领域和材料科学领域中具有广泛的应用。
1.2 文章结构本文将首先对甲基硅醇钠进行介绍，包括其定义与性质以及制备方法和应用领域。
随后，将详细描述硫酸钙晶须的定义与特点，并解释其形成机理以及重要应用。
接下来，将探讨甲基硅醇钠与硫酸钙晶须之间的相互作用机制，包括化学反应和物理相互作用。
最后，介绍目前对它们相互作用的最新研究进展，并展望其在技术应用方面的前景。
1.3 目的本文旨在深入探讨甲基硅醇钠和硫酸钙晶须的特性与应用，重点分析它们之间的相互作用机制，并对目前的研究进展进行总结。
通过本文的撰写，旨在增加人们对甲基硅醇钠和硫酸钙晶须的了解，并为其未来的研究和应用提供参考。
2. 甲基硅醇钠2.1 定义和性质甲基硅醇钠是一种无机化合物，其化学式为CH3SiONa。
它是一种白色结晶固体，在常温下稳定。
它具有良好的溶解性，可以在水中快速溶解，并且能够与许多有机物发生反应。
甲基硅醇钠也具有较高的热稳定性，可在高温条件下使用。
2.2 制备方法甲基硅醇钠的制备方法主要包括两个步骤：首先是合成甲基硅醇，然后与氢氧化钠反应生成甲基硅醇钠。
具体制备过程如下：步骤一：将氯化甲基硅与水反应生成甲基硅醇。
```Cl(CH3)Si + H2O →(CH3)SiOH + HCl```步骤二：将合成的甲基硅醇与氢氧化钠反应形成甲基硅醇钠。
```(CH3)SiOH + NaOH →CH3SiONa + H2O```通过这样的制备方法，我们可以得到纯度较高的甲基硅醇钠产物。
2.3 应用领域甲基硅醇钠广泛应用于多个领域。
首先，它在有机合成中作为一种重要的试剂和催化剂。
甲基硅醇钠可以与有机化合物发生反应，生成新的有机化合物。
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。
硫酸钙晶须的制备及应用研究进展
硫酸钙晶须的制备及应用研究进展因硫酸钙晶须有许多优良性能，可用于塑料，橡胶，涂料等行业中。
硫酸钙晶须有较好的应用前景，故对硫酸钙晶须的制备及应用进行研究具有较高的价值。
本文对硫酸钙晶须的制备方法及应用做了概述。
标签：硫酸钙晶须;制备方法;应用硫酸钙晶须（CSW）是一种绿色环保无机材料。
无水晶须可在1000℃以上使用，因而无水的CSW具有高的使用价值和极高的强度。
[1]硫酸钙晶须的抗拉强度和弹性模量极高，有耐高温、高韧性、和橡胶等聚合物有较强的亲和力等优点，可用于橡胶、涂料、造纸等行业。
[2]CSW的应用前景广阔。
一、硫酸钙晶须的制备水热法水热法是用二水硫酸钙制得的悬浮液，放入高压釜中，在高温高压的环境下制得硫酸钙晶须。
Sichao Hou[3]等人研究结果表明：Mg2+对硫酸钙晶须一维方向生长有促进作用，形成的晶须长径比高。
在MgCl2浓度为1.9710-3mol/L时，CSW的长径比范围50-400。
常压酸化法除了水热法，制备CSW常用的另一种方法便是常压酸化法。
Hongjuan Sun[4]等人以烟气脱硫石膏为原料，用常压酸化法制备CSW。
研究酸浸温度和盐酸浓度对硫酸钙晶须形貌的影响。
结果表明：酸浸温度70℃，盐酸浓度3.7mol/L，制备的CSW纯度和白度均高。
CSW长径比范围在25～80。
二、硫酸钙晶须的应用硫酸钙晶须在沥青中的应用李利勤[5]等人研究结果表明：加入硫酸钙晶须的沥青的高温稳定性随硫酸钙晶须的掺量增加而逐步增大。
Taotao Fan[6]等人研究结果表明，两种CSW均能增强沥青混合料的抗车辙性能，且沥青混合料的高温性能随加入的硫酸钙晶须的含量增加而增加。
与半水硫酸钙晶须相比，无水硫酸钙晶须对沥青混合料高温性能具有更大的影响。
此外，无水硫酸钙晶须改性沥青的热稳定性优于半水硫酸钙晶须改性沥青。
硫酸钙晶须在复合材料中的应用硫酸钙晶须可提高聚丙烯（PP）的结晶性能与力学性能，添加适量的CSW 可使PP的弯曲模量、拉伸强度增加。
硫酸钙晶须的制备及其应用
各种硫酸钙晶须的表面组成原子的比例都 接近1：1：4，符合CaSO4化学式，说明 半水硫酸钙晶须的结晶水不暴露在晶须的 表面。
五、硫酸钙晶须的应用
1、硫酸钙晶须应用于PBT、PA66中
无水死烧 01-072- 正交 6.9910 6.9960 6.2380 90 90 90 硫酸钙晶须 0503
a-无水可溶硫酸钙 b-无水死烧硫酸钙 无水硫酸钙晶须的晶体结构
无水死烧硫酸钙晶须的Ca-O、S-O、 Ca-Ca要比半水硫酸钙晶须、无水 可溶硫酸钙晶须的相应原子间距短 而紧密。因此，无水死烧硫酸钙晶 须的晶体结构要比其他两种晶须的 晶体结构紧密、牢固，难以水化。
硫酸钙晶须的制备及其应用
一、晶须及晶须的力学特性
➢晶须：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10～1000μm，直径 一般在0.01～10 μm，最典型晶须的直径在1 μm 左右。目前已经工业化生产的晶须有碳化硅、氮化 硅、氧化铝、钛酸钾、硫酸钙晶须等。 ➢晶须的突出特点是其强度极高，可以作为复合材 料的增强组元使用。
O1s
硫酸钙晶须表面元素及相对原子含量
试样
Ca/% S/% O/%
Ca2p
②
Ca2s C1sS2sS2p
①
③
1000
800
600
400
200
Binding energy/eV
硫酸钙晶须表面的XPS全谱
半水硫酸钙 16.5 16.9 晶须
66.4
无水可溶硫 16.7 16.4 酸钙晶须
66.6
无水死烧硫 16.3 16.8 66.7 酸钙晶须
③ 单向生长阶段：
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。
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。
硫酸钙晶须在涂料中的应用综述20130827黄明杰
硫酸钙晶须在涂料中的应用综述黄明杰张晓莹佘荆丽（荆门市磊鑫石膏制品有限公司湖北荆门448000）摘要:硫酸钙晶须在涂料中的应用才刚开始起步，本文主要介绍了硫酸钙晶须及其制备原理，以及硫酸钙晶须在涂料中的应用现状。
关键词:硫酸钙晶须；涂料；油漆Application and Summary of Calcium Sulfate Whisker in CoatingHUANG Ming-jie, ZHANG Xiao-ying, SHE Jing-li(Jingmen City Leixin Gypsum Product Co.,Ltd., Jingmen448000,China)Abstract: Application of calcium sulfate whisker in coating is just beginning. This paper mainly introduces calcium sulfate whisker and the principle of preparation, and application status of calcium sulfate whisker in coating.Key words: calcium sulfate whisker; coating; paint0引言近年来，涂料行业的竞争己步入白热化阶段，如何进一步提高涂料性能、降低材料成本，成为涂料企业亟待解决的问题。
硫酸钙晶须性能优异、价格低廉，具有极好的性价比，是一种市场前景广阔的新型材料，虽然硫酸钙晶须在其他行业的应用己颇具规模，但在涂料油漆中的应用研究才刚起步。
1硫酸钙晶须简介硫酸钙晶须分为无水、半水、二水3种，其中无水硫酸钙晶须强度最高。
硫酸钙晶须具有优良的力学性能，良好的相容性，优良的平滑性，再生性能好，毒性低，制造成本低，主要用于造纸、复合材料的增加组元、摩擦材料、环境工程过滤、沥青改性，以及提高涂料和油漆的附着力、耐温性及绝缘性。
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
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•）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%。
（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）相当大的长径比硫酸钙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。
能满足增强塑料、防火板材时长径比（30-100）的要求，这样能使复合材料获得很高的强度和性能。
（4）无疲劳效应晶须没有明显的疲劳特征，即使被磨成粉末、切断，其强度也不受损失。
2、良好的相容性硫酸钙晶须的尺寸细微，不影响复合材料成型流动性，接近于无填充的树脂。
硫酸钙晶须可在有机基体中分布的很均匀，即使是极薄、极狭小甚至边角部位都能得到增强填充。
用石膏合成超细硫酸钙晶须的研究
第14卷第11期2005年11月 中 国 矿 业CHINA MINING MAG AZINE Vol 114,No 111November 2005资源・利用基金项目:国家863计划基金项目(2003AA33X130)收稿日期:2005-06-06作者简介:袁致涛(1971—) 湖北大冶人 博士 副教授 长期从事矿物加工工程和矿物材料制备科研工作用石膏合成超细硫酸钙晶须的研究袁致涛 王泽红 韩跃新 印万忠 陈晓龙(东北大学・沈阳110004) 摘 要 以CaSO 4・2H 2O 为原料,采用水热法合成了超细硫酸钙晶须。
以电镜作为分析超细硫酸钙晶须直径的手段,得出制备超细硫酸钙晶须的最优工艺条件为:反应温度120℃、料浆初始p H 值918～1011、料浆浓度5%、原料粒度1811μm 。
在此条件下,制备出了平均直径为0119μm ,长径比为98的超细硫酸钙晶须产品。
关键词 石膏 硫酸钙晶须 超细 水热法中图分类号 TD876+11 文献标识码 B 文章编号 1004-4051(2005)11-0030-04RESEARCH OF THE PREPARATION OF U LTRAFINE CALCIUM SU L PHATE WHISKERS USING G YPSUMYuan Zhitao Wang Zehong Han Yuexin Y in Wanzhong Chen Xiaolong(Northeastern University ) Abstract :Hydrothermal method was applied in the preparation of calcium sulfate whiskers in airtightreacor using CaSO 4・2H 2O as primary materials.The optimum conditions of preparation are as follows :temperature 120℃,p H value 918～1011,concentration 5%,material size 1811μm ,which were determined by the analysis of the diameter of CaSO 4whiskers through SEM.Under these conditions aproduct of ultrafine CaSO 4whiskers with diameter of 0119μm and aspect ration of 98is obtained.K eyw ords :Calcium sulphate whiskers Ultrafine Hydrothermal method1 前言硫酸钙晶须是普通二水石膏通过水热过程制得的纤维状单晶体,具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸。
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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著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著提高，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。
联系电话: 联系人:张德超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）。