{"id":3737,"date":"2026-03-19T14:32:17","date_gmt":"2026-03-19T06:32:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.nonmetallic-ore.com\/?p=3737"},"modified":"2026-03-19T14:32:58","modified_gmt":"2026-03-19T06:32:58","slug":"calcium-carbonate-surface-modification-with-a-pin-mill-process-parameters-and-what-the-numbers-mean","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.nonmetallic-ore.com\/fr\/calcium-carbonate-surface-modification-with-a-pin-mill-process-parameters-and-what-the-numbers-mean\/","title":{"rendered":"Modification de surface du carbonate de calcium par broyage \u00e0 broches\u00a0: proc\u00e9d\u00e9, param\u00e8tres et signification des chiffres"},"content":{"rendered":"

Le carbonate de calcium non modifi\u00e9 poss\u00e8de une surface hydrophile. Les plastiques, le caoutchouc et les compos\u00e9s utilis\u00e9s pour les c\u00e2bles sont hydrophobes. L'incorporation d'une charge de CaCO\u2083 non modifi\u00e9 dans une matrice polym\u00e8re engendre une r\u00e9sistance mutuelle entre les deux mat\u00e9riaux\u00a0: mauvaise dispersion, r\u00e9sistance \u00e0 la traction r\u00e9duite et faible adh\u00e9sion interfaciale entre la charge et la matrice. Le compos\u00e9 obtenu pr\u00e9sente des performances inf\u00e9rieures \u00e0 celles du polym\u00e8re non charg\u00e9 pour plusieurs propri\u00e9t\u00e9s critiques.<\/p>\n\n\n\n

La modification de surface par un acide gras rend la surface du carbonate de calcium hydrophile \u00e0 hydrophobe. L'acide st\u00e9arique est le plus couramment utilis\u00e9. Une monocouche de mol\u00e9cules d'acide st\u00e9arique se lie \u00e0 la surface, pr\u00e9sentant une cha\u00eene hydrocarbon\u00e9e chimiquement compatible avec la matrice polym\u00e8re. Il en r\u00e9sulte une meilleure dispersion et une charge de remplissage plus \u00e9lev\u00e9e. Les propri\u00e9t\u00e9s de traction et de r\u00e9sistance aux chocs sont am\u00e9lior\u00e9es, et la viscosit\u00e9 du compos\u00e9 est r\u00e9duite \u00e0 charge \u00e9quivalente.<\/p>\n\n\n\n

Le broyeur \u00e0 broches est la technologie de production qui permet de r\u00e9aliser ce rev\u00eatement efficacement en continu. Il g\u00e9n\u00e8re la temp\u00e9rature et l'\u00e9nergie m\u00e9canique n\u00e9cessaires pour fondre, disperser et lier le modificateur \u00e0 la surface min\u00e9rale en une seule passe. Sans source de chaleur externe, sans traitement par lots, et sans les probl\u00e8mes de qualit\u00e9 de rev\u00eatement que peuvent engendrer les m\u00e9langeurs \u00e0 grande vitesse en cas de distribution in\u00e9gale du modificateur. Cet article explique pr\u00e9cis\u00e9ment son fonctionnement, les param\u00e8tres cl\u00e9s du proc\u00e9d\u00e9 qu'il contr\u00f4le et comment v\u00e9rifier la bonne r\u00e9alisation de la modification.<\/p>\n\n\n\n

\"Carbonate
Carbonate de calcium<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Pourquoi la surface du carbonate de calcium doit \u00eatre modifi\u00e9e<\/h2>\n\n\n\n

La calcite (forme min\u00e9rale du carbonate de calcium) poss\u00e8de une surface recouverte d'ions calcium et carbonate qui forment facilement des liaisons hydrog\u00e8ne avec les mol\u00e9cules d'eau. C'est ce qui conf\u00e8re au CaCO\u2083 non modifi\u00e9 son caract\u00e8re hydrophile\u00a0: il est plus avide d'eau que d'huile, et plus avide d'eau que de cha\u00eenes polym\u00e8res. Dans un compos\u00e9 plastique, cette affinit\u00e9 se traduit par une faible mouillabilit\u00e9 par le polym\u00e8re fondu. Cela signifie que la surface de la charge n'est pas enti\u00e8rement enrob\u00e9e par la matrice, cr\u00e9ant ainsi des interfaces fragiles.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 faible charge de renfort (inf\u00e9rieure \u00e0 environ 151 % en poids de TP3T), le probl\u00e8me est g\u00e9rable. Le polym\u00e8re poss\u00e8de une phase continue suffisante pour combler partiellement les interfaces d\u00e9fectueuses. Au-del\u00e0 de 20 \u00e0 301 % de TP3T, seuil \u00e0 partir duquel l'utilisation du CaCO3 comme renfort devient \u00e9conomiquement pertinente, les interfaces fragiles s'aggravent et les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du composite chutent sensiblement par rapport aux valeurs attendues pour ce niveau de renfort. La r\u00e9sistance \u00e0 la traction et la r\u00e9sistance aux chocs diminuent. Le renfort est pr\u00e9sent, mais sans contribution.<\/p>\n\n\n\n

La modification de surface par l'acide st\u00e9arique (ou d'autres acides gras) repose sur une r\u00e9action entre le groupe carboxyle (\u2013COOH) de l'acide et les ions calcium pr\u00e9sents \u00e0 la surface du CaCO\u2083. Le calcium d\u00e9place l'hydrog\u00e8ne. Du st\u00e9arate de calcium se forme alors \u00e0 la surface, sa longue cha\u00eene hydrocarbon\u00e9e \u00e9tant orient\u00e9e vers l'ext\u00e9rieur. Cette cha\u00eene hydrocarbon\u00e9e est compatible avec les cha\u00eenes polym\u00e8res de polyol\u00e9fines et de PVC. L'interaction se fait par forces de van der Waals, de la m\u00eame mani\u00e8re que les cha\u00eenes polym\u00e8res interagissent entre elles. La surface de la charge se comporte alors comme une partie int\u00e9grante de la matrice polym\u00e8re, et non comme un corps \u00e9tranger.<\/p>\n\n\n\n

Qu'est-ce qu'un modificateur de fraise \u00e0 broches et comment fonctionne-t-il\u00a0?<\/h2>\n\n\n\n
\"fraise
Moulin \u00e0 broches<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Un broyeur \u00e0 broches est constitu\u00e9 de deux disques mont\u00e9s sur un arbre horizontal, chacun muni de rang\u00e9es de broches dispos\u00e9es en anneaux concentriques. Les disques tournent en sens inverse (contre-rotation) \u00e0 des vitesses qui produisent une vitesse lin\u00e9aire relative de 200 \u00e0 250 m\/s au niveau de l'anneau de broches ext\u00e9rieur. Le mat\u00e9riau \u00e0 broyer et le modificateur p\u00e9n\u00e8trent au centre et sont projet\u00e9s vers l'ext\u00e9rieur \u00e0 travers des anneaux de broches successifs avant de sortir \u00e0 la p\u00e9riph\u00e9rie.<\/p>\n\n\n\n

Trois choses se produisent simultan\u00e9ment durant ces millisecondes de transit \u00e0 travers le champ magn\u00e9tique.<\/p>\n\n\n\n

Dispersion<\/h3>\n\n\n\n

Le premier anneau de micro-aiguilles entre en contact avec le m\u00e9lange de particules de carbonate de calcium et de granules ou de poudre d'acide st\u00e9arique solide. Les forces d'impact, sup\u00e9rieures \u00e0 200 m\/s, pulv\u00e9risent instantan\u00e9ment les agglom\u00e9rats. D\u00e8s le deuxi\u00e8me ou le troisi\u00e8me anneau, le mat\u00e9riau est parfaitement dispers\u00e9. Chaque particule de CaCO\u2083 est expos\u00e9e et s\u00e9par\u00e9e, entour\u00e9e de particules de modificateur dispers\u00e9es. Aucun m\u00e9langeur \u00e0 grande vitesse ni m\u00e9langeur \u00e0 palettes n'atteint ce degr\u00e9 de dispersion en fonctionnement continu.<\/p>\n\n\n\n

Chauffage par friction<\/h3>\n\n\n\n

L'\u00e9nergie cin\u00e9tique des impacts des broches se convertit en chaleur. Dans un broyeur \u00e0 broches bien configur\u00e9, traitant du carbonate de calcium \u00e0 un d\u00e9bit de production typique, la temp\u00e9rature du mat\u00e9riau passe de la temp\u00e9rature ambiante \u00e0 120-130 \u00b0C en moins d'une seconde. L'acide st\u00e9arique fond \u00e0 69,6 \u00b0C et l'acide palmitique \u00e0 63 \u00b0C. Les acides gras mixtes couramment utilis\u00e9s dans les modificateurs industriels fondent entre 55 et 75 \u00b0C. Lorsque le mat\u00e9riau atteint les anneaux centraux des broches, le modificateur a fondu et se trouve \u00e0 l'\u00e9tat liquide, pr\u00eat \u00e0 mouiller la surface du min\u00e9ral.<\/p>\n\n\n\n

C'est l\u00e0 le principal avantage par rapport aux m\u00e9langeurs \u00e0 grande vitesse utilisant des enveloppes chauffantes externes. Une enveloppe chauffe le mat\u00e9riau de l'ext\u00e9rieur vers l'int\u00e9rieur. Le mat\u00e9riau proche de la paroi est plus chaud que celui au centre. Dans un m\u00e9langeur discontinu traitant plusieurs centaines de kilogrammes, le gradient de temp\u00e9rature au sein du lot pendant le chauffage peut atteindre 20 \u00e0 30 \u00b0C. Cela signifie qu'une partie du mat\u00e9riau est enrob\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature ad\u00e9quate tandis qu'une autre partie est en dessous du point de fusion du modificateur. Dans un broyeur \u00e0 broches, chaque particule traverse le m\u00eame champ de broches \u00e0 haute \u00e9nergie et subit le m\u00eame \u00e9chauffement par friction. L'uniformit\u00e9 de la temp\u00e9rature au sein du produit est bien meilleure.<\/p>\n\n\n\n

Liaison m\u00e9canochimique<\/h3>\n\n\n\n

Lorsque le modificateur est en phase liquide et parfaitement dispers\u00e9 autour des particules de CaCO\u2083 individualis\u00e9es, l'\u00e9nergie m\u00e9canique des impacts r\u00e9siduels des broches induit la r\u00e9action du st\u00e9arate de calcium. La r\u00e9action entre le groupe carboxyle et l'ion calcium de surface est thermodynamiquement favorable \u00e0 120 \u00b0C. Cependant, l'activation m\u00e9canique due aux impacts des broches acc\u00e9l\u00e8re la cin\u00e9tique. C'est l'aspect m\u00e9canochimique. Il en r\u00e9sulte une liaison covalente ou ionique entre la mol\u00e9cule de modificateur et la surface de la particule, et non une simple adsorption physique.<\/p>\n\n\n\n

L'adsorption physique est r\u00e9versible\u00a0: la couche de modification peut \u00eatre d\u00e9plac\u00e9e par l'eau ou par cisaillement m\u00e9canique lors de la transformation. Un rev\u00eatement \u00e0 liaison chimique est bien plus durable. Il r\u00e9siste au compoundage, \u00e0 l'extrusion et aux cycles thermiques auxquels est soumis un produit fini en service. Cette diff\u00e9rence se traduit par une meilleure conservation de l'hydrophobie \u00e0 long terme et par une plus grande constance des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du mat\u00e9riau compound\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Param\u00e8tres cl\u00e9s du processus et ce qu'ils contr\u00f4lent<\/h2>\n\n\n\n

Vitesse de chargement des modificateurs<\/h3>\n\n\n\n

L'acide st\u00e9arique est g\u00e9n\u00e9ralement ajout\u00e9 \u00e0 raison de 0,5 \u00e0 1,21 Tp\u00b3 par rapport au poids du carbonate de calcium. La charge optimale pour un CaCO\u2083 donn\u00e9 d\u00e9pend de la surface sp\u00e9cifique des particules\u00a0: les particules plus fines pr\u00e9sentent une surface sp\u00e9cifique plus \u00e9lev\u00e9e et n\u00e9cessitent une plus grande quantit\u00e9 de modificateur pour obtenir une monocouche.<\/p>\n\n\n\n

Le concept de monocouche est important. Une mol\u00e9cule d'acide st\u00e9arique occupe une surface d'environ 0,20 \u00e0 0,22 nm\u00b2 lorsqu'elle est adsorb\u00e9e \u00e0 plat, ou d'environ 0,05 nm\u00b2 lorsqu'elle est orient\u00e9e perpendiculairement (l'orientation de la liaison chimique sur CaCO\u2083). Une monocouche compl\u00e8te \u2013 l'objectif recherch\u00e9 \u2013 offre l'effet hydrophobe maximal par unit\u00e9 de co\u00fbt de modificateur. Un sous-rev\u00eatement laisse des zones hydrophiles nues \u00e0 la surface\u00a0; un sur-rev\u00eatement produit un exc\u00e8s de modificateur libre qui agit comme lubrifiant dans le compos\u00e9 et peut engendrer des probl\u00e8mes de mise en \u0153uvre (bavures de matrice, efflorescence de surface).<\/p>\n\n\n\n

Estimation du chargement du modificateur cible pour votre flux<\/strong>
D50 2-3 \u00b5m CaCO3 (BET ~3-4 m2\/g) : <\/strong>Teneur typique en acide st\u00e9arique\u00a0: 0,9 \u00e0 1,21\u00a0TP3T en poids
D50 5-8 \u00b5m CaCO3 (BET ~1,5-2 m2\/g) : <\/strong>Teneur typique en acide st\u00e9arique\u00a0: 0,6 \u00e0 0,91\u00a0TP3T en poids
D50 10-15 \u00b5m CaCO3 (BET ~0,8-1,2 m2\/g) : <\/strong>Teneur typique en acide st\u00e9arique\u00a0: 0,4 \u00e0 0,71\u00a0TP3T en poids
Comment calculer pr\u00e9cis\u00e9ment : <\/strong>Charge th\u00e9orique (g\/100g) = surface BET (m\u00b2\/g) \u00d7 0,004. V\u00e9rifier par rapport au test de taux d'activation.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Vitesse des broches et temps de r\u00e9sidence<\/h3>\n\n\n\n

La vitesse du rotor contr\u00f4le \u00e0 la fois l'apport de chaleur par frottement et l'\u00e9nergie d'activation m\u00e9canique. Une vitesse plus \u00e9lev\u00e9e entra\u00eene une \u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature plus importante et une activation m\u00e9canochimique plus intense, mais aussi un temps de s\u00e9jour plus court par passage de particule (car le mat\u00e9riau est expuls\u00e9 plus rapidement). La plupart des broyeurs \u00e0 broches sont con\u00e7us avec une plage de vitesse optimale fixe pour le carbonate de calcium avec acide st\u00e9arique\u00a0: g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9quivalente \u00e0 une vitesse p\u00e9riph\u00e9rique de 150 \u00e0 200\u00a0m\/s au niveau de la bague ext\u00e9rieure des broches. Un fonctionnement en dessous de cette plage r\u00e9duit l'efficacit\u00e9 du rev\u00eatement\u00a0; un fonctionnement au-dessus peut entra\u00eener une surchauffe du modificateur, provoquant une d\u00e9gradation thermique du rev\u00eatement de st\u00e9arate.<\/p>\n\n\n\n

Temp\u00e9rature d'alimentation et siccit\u00e9 du mat\u00e9riau<\/h3>\n\n\n\n

L'humidit\u00e9 pr\u00e9sente \u00e0 la surface du CaCO\u2083 entre en comp\u00e9tition avec la r\u00e9action de rev\u00eatement au st\u00e9arate. Les mol\u00e9cules d'eau se lient aux ions calcium de surface et doivent \u00eatre d\u00e9plac\u00e9es avant que le st\u00e9arate puisse r\u00e9agir. Une mati\u00e8re premi\u00e8re dont la teneur en humidit\u00e9 est sup\u00e9rieure \u00e0 0,3-0,51 TP3T produira syst\u00e9matiquement des taux d'activation inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux obtenus avec une mati\u00e8re premi\u00e8re s\u00e8che trait\u00e9e dans des conditions identiques. De nombreux producteurs s\u00e8chent la mati\u00e8re premi\u00e8re de CaCO\u2083 \u00e0 une teneur en humidit\u00e9 inf\u00e9rieure \u00e0 0,21 TP3T avant modification, notamment pour les qualit\u00e9s les plus fines o\u00f9 la surface sp\u00e9cifique est maximale et o\u00f9 la comp\u00e9tition avec l'humidit\u00e9 est la plus importante.<\/p>\n\n\n\n

Certains broyeurs \u00e0 broches comportent une section de pr\u00e9chauffage l\u00e9ger avant la zone de modification pour cette raison\u00a0: non pas pour faire fondre le modificateur, mais pour \u00e9liminer l\u2019humidit\u00e9 r\u00e9siduelle des surfaces des particules d\u2019alimentation avant qu\u2019elles n\u2019entrent dans le champ de broches.<\/p>\n\n\n\n

Comment v\u00e9rifier que la modification a fonctionn\u00e9<\/h2>\n\n\n\n

L'ex\u00e9cution simultan\u00e9e de trois tests permet d'obtenir une image compl\u00e8te de la qualit\u00e9 des modifications. N'en r\u00e9aliser qu'un seul ne donne qu'une vision partielle.<\/p>\n\n\n\n

Taux d'activation<\/h3>\n\n\n\n

Le taux d'activation mesure la fraction hydrophobe de la surface de CaCO3 modifi\u00e9e. Le test consiste \u00e0 ajouter un \u00e9chantillon mesur\u00e9 de poudre modifi\u00e9e \u00e0 de l'eau, \u00e0 agiter doucement, puis \u00e0 mesurer la fraction flottante (hydrophobe, bien modifi\u00e9e) par rapport \u00e0 la fraction qui coule (hydrophile, non modifi\u00e9e ou insuffisamment modifi\u00e9e). Un produit bien modifi\u00e9 pour les applications plastiques doit pr\u00e9senter un taux d'activation sup\u00e9rieur \u00e0 98%. Un taux inf\u00e9rieur \u00e0 95% indique un sous-rev\u00eatement important, qui se traduira par une mauvaise dispersion et des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques r\u00e9duites dans le produit composite.<\/p>\n\n\n\n

Absorption d'huile<\/h3>\n\n\n\n

L'absorption d'huile (mesur\u00e9e par la m\u00e9thode \u00e0 l'huile de lin selon la norme ISO 787-5) diminue avec l'am\u00e9lioration de la modification de surface. Le CaCO\u2083 non modifi\u00e9 pr\u00e9sente g\u00e9n\u00e9ralement une absorption d'huile de 25 \u00e0 45 g\/100 g, selon la granulom\u00e9trie. Un produit bien modifi\u00e9 affiche une absorption d'huile de 15 \u00e0 30 g\/100 g, soit une r\u00e9duction de 30 \u00e0 40 g\/100 g. Cette r\u00e9duction est significative car l'absorption d'huile mesur\u00e9e lors de ce test est corr\u00e9l\u00e9e \u00e0 la demande en plastifiants et liants dans les formulations r\u00e9elles. Une absorption d'huile plus faible se traduit par un co\u00fbt de formulation r\u00e9duit et une meilleure transformabilit\u00e9, m\u00eame \u00e0 forte charge.<\/p>\n\n\n\n

Angle de contact<\/h3>\n\n\n\n

Une goutte d'eau d\u00e9pos\u00e9e sur un disque compact\u00e9 de CaCO\u2083 non modifi\u00e9 s'\u00e9tale instantan\u00e9ment (angle de contact proche de 0\u00b0). Sur du CaCO\u2083 bien modifi\u00e9, la goutte forme une perle\u00a0: angle de contact de 100 \u00e0 120\u00b0 pour un rev\u00eatement d'acide st\u00e9arique, et plus \u00e9lev\u00e9 pour certains produits trait\u00e9s au silane. La mesure de l'angle de contact (goniom\u00e8tre) est la m\u00e9thode la plus directe pour confirmer l'hydrophobie de surface, mais elle n\u00e9cessite la compression d'un disque uniforme et est plus couramment utilis\u00e9e pour le contr\u00f4le qualit\u00e9 que pour le suivi en production continue.<\/p>\n\n\n\n

Test<\/strong><\/td>CaCO3 non modifi\u00e9<\/strong><\/td>CaCO3 bien modifi\u00e9 (acide st\u00e9arique)<\/strong><\/td><\/tr>
Taux d'activation<\/td>0%<\/td>\u226598%<\/td><\/tr>
Absorption d'huile (g\/100g)<\/td>25-45<\/td>15-30<\/td><\/tr>
angle de contact de l'eau<\/td><10\u00b0 (se propage imm\u00e9diatement)<\/td>100-120\u00b0 (perles)<\/td><\/tr>
S\u00e9dimentation dans l'eau<\/td>Coule rapidement<\/td>Flotteurs (>98% pour une bonne modification)<\/td><\/tr>
Viscosit\u00e9 compos\u00e9e (relative)<\/td>Ligne de base<\/td>10-30% inf\u00e9rieur \u00e0 charge \u00e9gale<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Broyeur \u00e0 broches ou m\u00e9langeur \u00e0 grande vitesse\u00a0: lequel convient le mieux \u00e0 votre activit\u00e9\u00a0?<\/h2>\n\n\n\n
\"Broyeur
Broyeur \u00e0 broches pour rev\u00eatement en poudre<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ces deux technologies sont utilis\u00e9es industriellement pour la modification de surface du CaCO3. Le choix d\u00e9pend du volume de production, du type de modificateur et des exigences de qualit\u00e9 du rev\u00eatement pour l'application finale.<\/p>\n\n\n\n

Facteur<\/strong><\/td>Modificateur de fraise \u00e0 broches<\/strong><\/td>M\u00e9langeur \u00e0 grande vitesse (par lots)<\/strong><\/td><\/tr>
Mode de production<\/td>Continu<\/td>Lot (g\u00e9n\u00e9ralement 200 \u00e0 500 kg par cycle)<\/td><\/tr>
m\u00e9thode de chauffage<\/td>Par frottement (aucune source externe n\u00e9cessaire)<\/td>Enveloppe ext\u00e9rieure + frottement m\u00e9canique<\/td><\/tr>
uniformit\u00e9 de la temp\u00e9rature<\/td>Excellent \u2014 chaque particule traverse le m\u00eame champ magn\u00e9tique.<\/td>Variable \u2014 gradient entre le mur et le centre<\/td><\/tr>
Modificateur adapt\u00e9 \u00e0<\/td>Modificateurs solides (acide st\u00e9arique, autres acides gras, silanes solides)<\/td>modificateurs solides et liquides<\/td><\/tr>
Temps de s\u00e9jour<\/td><1 seconde<\/td>10 \u00e0 30 minutes par fourn\u00e9e<\/td><\/tr>
\u00c9nergie par tonne<\/td>Moins (pas de gaspillage d'\u00e9nergie de chauffage entre les lots)<\/td>Plus \u00e9lev\u00e9e (\u00e9nergie de d\u00e9marrage par lots r\u00e9p\u00e9t\u00e9e \u00e0 chaque cycle)<\/td><\/tr>
Qualit\u00e9 du rev\u00eatement<\/td>Tr\u00e8s uniforme \u2014 la dispersion continue emp\u00eache la reformation des agglom\u00e9rats<\/td>Peut \u00eatre non uniforme si des points chauds se forment pr\u00e8s de la veste<\/td><\/tr>
Id\u00e9al pour<\/td>Volumes de production sup\u00e9rieurs \u00e0 1 t\/h, modificateurs solides, qualit\u00e9 constante<\/td>Production flexible en petits lots, modificateurs liquides, R&D<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Au-del\u00e0 du carbonate de calcium\u00a0: autres min\u00e9raux modifi\u00e9s par le broyeur \u00e0 broches<\/h3>\n\n\n\n

Le m\u00e9canisme de modification du broyeur \u00e0 broches \u2014 chauffage par friction, activation m\u00e9canochimique, dispersion continue \u2014 s'applique \u00e0 toute charge min\u00e9rale pour laquelle l'hydrophobie de surface est recherch\u00e9e. Le m\u00eame \u00e9quipement, avec des d\u00e9bits d'alimentation et parfois une g\u00e9om\u00e9trie des broches ajust\u00e9s, permet de r\u00e9aliser les traitements suivants\u00a0:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Kaolin: <\/strong>Pour les applications sur caoutchouc et polym\u00e8res n\u00e9cessitant une meilleure dispersion et une sensibilit\u00e9 \u00e0 l'eau r\u00e9duite, les agents de couplage \u00e0 base d'aluminate et les traitements au silane donnent tous deux de bons r\u00e9sultats dans les broyeurs \u00e0 broches.<\/li>\n\n\n\n
  • Talc: <\/strong>pour les compos\u00e9s de polypropyl\u00e8ne, o\u00f9 la modification de surface am\u00e9liore l'interface charge-matrice et permet une charge plus \u00e9lev\u00e9e sans p\u00e9nalit\u00e9s de viscosit\u00e9.<\/li>\n\n\n\n
  • Hydroxyde de magn\u00e9sium : <\/strong>pour les compos\u00e9s de c\u00e2bles ignifuges, o\u00f9 une modification de surface avec du silane ou de l'acide gras est n\u00e9cessaire pour maintenir les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques \u00e0 la charge \u00e9lev\u00e9e de Mg(OH)2 (60%+) requise pour une ignifugation efficace.<\/li>\n\n\n\n
  • Sulfate de baryum : <\/strong>pour les plastiques techniques et les rev\u00eatements sp\u00e9ciaux, o\u00f9 le rev\u00eatement de st\u00e9arate am\u00e9liore la dispersion dans les syst\u00e8mes de r\u00e9sine hydrophobe.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Le calcul de la charge de modificateur et les tests de v\u00e9rification (taux d'activation, absorption d'huile, angle de contact) s'appliquent \u00e0 tous ces mat\u00e9riaux, moyennant des ajustements en fonction de leur chimie de surface sp\u00e9cifique. Le kaolin, par exemple, poss\u00e8de une surface alumino-silicate qui r\u00e9agit diff\u00e9remment avec l'acide st\u00e9arique que la calcite\u00a0; les agents de couplage silane sont souvent plus efficaces pour le kaolin car ils peuvent former des liaisons plus fortes avec les groupes Al\u2013OH de surface.<\/p>\n\n\n\n

    Optimisation de la modification de surface du carbonate de calcium pour votre application ?<\/strong>
    Les ing\u00e9nieurs d'application d'EPIC Powder Machinery ont configur\u00e9 des syst\u00e8mes de modification pour broyeurs \u00e0 broches pour le carbonate de calcium, le kaolin, le talc, l'hydroxyde de magn\u00e9sium et le sulfate de baryum, compatibles avec une large gamme de modificateurs et d'applications. Indiquez-nous la finesse de votre charge, le taux d'activation souhait\u00e9, le type de modificateur et le volume de production\u00a0: nous vous recommanderons la configuration adapt\u00e9e et r\u00e9aliserons un essai avant votre engagement. Nous proposons des essais de modification \u00e0 l'\u00e9chelle pilote dans notre centre de R&D. Vous fournissez la mati\u00e8re premi\u00e8re et le modificateur\u00a0; nous vous retournons le produit modifi\u00e9 avec des donn\u00e9es de caract\u00e9risation compl\u00e8tes, incluant le taux d'activation, l'absorption d'huile et l'angle de contact.\u00a0\u00a0<\/strong>
    Demande d'essai de modification\u00a0: www.quartz-grinding.com\/contact\u00a0\u00a0<\/strong>
    D\u00e9couvrez la gamme de modificateurs pour broyeurs \u00e0 broches EPIC Powder\u00a0: www.quartz-grinding.com<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

    Foire aux questions<\/h2>\n\n\n\n

    Quelle est la diff\u00e9rence entre un modificateur \u00e0 broyeur \u00e0 broches et un m\u00e9langeur \u00e0 grande vitesse pour la modification de surface du carbonate de calcium\u00a0?<\/h3>\n\n\n\n

    La diff\u00e9rence fondamentale r\u00e9side dans la continuit\u00e9 et le m\u00e9canisme de chauffage. Un m\u00e9langeur \u00e0 grande vitesse fonctionne par lots\u00a0: il charge une quantit\u00e9 fixe de carbonate de calcium et de modificateur, chauffe le lot via une enveloppe externe tandis que le rotor \u00e0 grande vitesse assure un chauffage par friction suppl\u00e9mentaire, puis d\u00e9charge apr\u00e8s 15 \u00e0 30 minutes. Pendant la phase de chauffage, la temp\u00e9rature du mat\u00e9riau proche de la paroi de l'enveloppe chauff\u00e9e est sup\u00e9rieure \u00e0 celle du mat\u00e9riau au centre\u00a0; des gradients de temp\u00e9rature de 20 \u00e0 30\u00a0\u00b0C sont fr\u00e9quents pour un lot important. Cette non-uniformit\u00e9 signifie qu'une partie du mat\u00e9riau est enrob\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature optimale tandis qu'une autre partie reste en dessous du point de fusion du modificateur. Un broyeur \u00e0 broches, quant \u00e0 lui, fonctionne en continu\u00a0: l'alimentation entre par le centre, traverse des anneaux successifs de broches contrarotatives en moins d'une seconde et ressort enti\u00e8rement modifi\u00e9e. Chaque particule est soumise au m\u00eame champ de broches et au m\u00eame chauffage par friction. L'uniformit\u00e9 de la temp\u00e9rature est bien meilleure. Pour des volumes de production sup\u00e9rieurs \u00e0 environ une tonne par heure avec des modificateurs solides, le broyeur \u00e0 broches permet d'obtenir syst\u00e9matiquement des taux d'activation plus \u00e9lev\u00e9s \u00e0 un co\u00fbt \u00e9nerg\u00e9tique par tonne inf\u00e9rieur.<\/p>\n\n\n\n

    Comment calculer le dosage correct d'acide st\u00e9arique pour mon carbonate de calcium sp\u00e9cifique ?<\/h3>\n\n\n\n

    Le calcul th\u00e9orique d\u00e9bute \u00e0 partir de la surface sp\u00e9cifique BET de votre mati\u00e8re premi\u00e8re. Mesurez la surface sp\u00e9cifique BET (m\u00e9thode d'adsorption d'azote, ISO 9277) et multipliez-la par environ 0,004 pour obtenir la charge cible en acide st\u00e9arique, exprim\u00e9e en grammes pour 100 grammes de CaCO\u2083. \u00c0 titre d'exemple pratique\u00a0: un CaCO\u2083 de granulom\u00e9trie D50 et de 5\u00a0\u00b5m, avec une surface sp\u00e9cifique BET de 2,0\u00a0m\u00b2\/g, a une charge cible calcul\u00e9e de 2,0\u00a0\u00d7\u00a00,004\u00a0=\u00a00,08\u00a0g\/g\u00a0=\u00a00,81\u00a0TP3T en poids. Il s'agit d'un point de d\u00e9part\u00a0; v\u00e9rifiez-le en r\u00e9alisant des essais \u00e0 des charges de 0,61\u00a0TP3T, 0,81\u00a0TP3T et 1,01\u00a0TP3T et en mesurant la vitesse d'activation \u00e0 chaque point. La charge optimale correspond g\u00e9n\u00e9ralement au point o\u00f9 la vitesse d'activation se stabilise (l'ajout de modificateur suppl\u00e9mentaire n'am\u00e9liore pas la vitesse)\u00a0; un exc\u00e8s de modificateur au-del\u00e0 de ce point lib\u00e8re de l'acide libre dans le produit, ce qui pose des probl\u00e8mes lors de la formulation. Pour la plupart des GCC commerciaux utilis\u00e9s dans les plastiques, la charge optimale d'acide st\u00e9arique se situe entre 0,5% et 1,2% en poids.<\/p>\n\n\n\n

    Quel taux d'activation dois-je viser pour le carbonate de calcium utilis\u00e9 dans les films de poly\u00e9thyl\u00e8ne\u00a0?<\/h3>\n\n\n\n

    Pour les films de poly\u00e9thyl\u00e8ne souffl\u00e9s \u2014 l'application de CaCO3 la plus exigeante en termes de qualit\u00e9 de surface \u2014 le taux d'activation cible est de 99% ou plus. Dans un film souffl\u00e9, m\u00eame une faible fraction de surface de CaCO3 non modifi\u00e9e (hydrophile) cr\u00e9e des points de faiblesse dans la matrice, susceptibles de se transformer en d\u00e9fauts ponctuels ou en amorces de d\u00e9chirure lors de l'\u00e9tirage. Le test de taux d'activation (m\u00e9thode de flottaison dans l'eau) doit montrer une proportion de produit inf\u00e9rieure \u00e0 1% apr\u00e8s une l\u00e9g\u00e8re agitation. Pour les films souffl\u00e9s, il convient \u00e9galement de v\u00e9rifier l'absorption d'huile (objectif inf\u00e9rieur \u00e0 25 g\/100 g pour un produit D50 de 5 \u00e0 8 \u00b5m) et de contr\u00f4ler la pr\u00e9sence d'acide libre \u2014 une teneur en acide st\u00e9arique libre sup\u00e9rieure \u00e0 environ 0,1% peut provoquer un voile de surface et des coulures \u00e0 la fili\u00e8re lors de l'extrusion. Pour des applications moins exigeantes, comme les tubes en PVC ou les compos\u00e9s de remplissage de c\u00e2bles, un taux d'activation de 95 \u00e0 98% est g\u00e9n\u00e9ralement acceptable, avec une absorption d'huile inf\u00e9rieure \u00e0 30 g\/100 g.<\/p>\n\n\n\n

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