Le pH du carbonate de calcium peut en fait influencer la fragilité et le jaunissement des tuyaux en PVC.
Le carbonate de calcium, qui sert de charge essentielle, est largement utilisé dans la transformation et la production de tuyaux en PVC.https://www.useencalcium.com/nano-calcium-carbonate-plastic-masterbatch-product/Cependant, les produits en PVC fabriqués par de nombreuses entreprises présentent, à des degrés divers, des problèmes tels que le jaunissement et la fragilité. Cet article examine l'impact de l'alcalinité du carbonate de calcium sur la fragilité et le jaunissement des tuyaux en PVC, un facteur souvent négligé par les fabricants.
L'alcalinité du carbonate de calcium précipité industriel fait référence à la présence d'« alcalis libres » résultant de facteurs spécifiques du processus de fabrication. Les alcalis libres désignent des substances présentes dans le produit, notamment l'hydroxyde de calcium, qui n'ont pas été entièrement transformées en carbonate de calcium lors de la production. Un excès d'alcalinité peut réagir avec d'autres plastifiants présents dans les formulations plastiques, entraînant des défauts tels que la fragilité et le jaunissement. Par conséquent, l'alcalinité libre constitue un paramètre technique critique pour les produits à base de carbonate de calcium et doit être rigoureusement contrôlée pendant la fabrication.
La principale cause d'une alcalinité élevée du carbonate de calcium est la formation de carbonate de calcium basique.
Citron vert brûlé
Lors de la calcination de la chaux, des variations dans la taille des morceaux et un contrôle inadéquat peuvent facilement entraîner une surcuisson. La chaux surcuite nécessite une plus grande quantité d'eau pour son hydratation ; de plus, si la température de l'eau est trop basse, l'hydratation reste incomplète, ce qui génère de fines particules de chaux. Lors de la carbonatation, le carbonate de calcium formé utilise ces fines particules comme sites de nucléation, se déposant dessus pour former une structure dans laquelle les particules d'oxyde de calcium sont encapsulées par le carbonate de calcium. Il est bien établi que l'oxyde de calcium cristallise dans un système cubique, tandis que le carbonate de calcium cristallise dans un système rhomboédrique. Les angles interfacials de ces deux structures cristallines étant différents, leurs coefficients de dilatation thermique lors du chauffage sont distincts ; cette différence provoque la fracture des grains cristallins, libérant ainsi l'oxyde de calcium et conférant au matériau un caractère alcalin.
Les niveaux d'alcalis libres sont élevés.
Le carbonate de calcium basique se forme, notamment par temps froid, car la basse température ambiante augmente la solubilité de l'hydroxyde de calcium. Lors de la carbonatation, la suspension de chaux contient à la fois des particules solides d'hydroxyde de calcium et des ions hydroxyde de calcium dissous. La réaction de carbonatation avec le dioxyde de carbone se produit ensuite dans cette solution alcaline, donnant naissance au carbonate de calcium basique. La forme précise de ce carbonate de calcium basique varie selon la température de la suspension et la vitesse d'introduction du dioxyde de carbone, pour finalement se transformer en l'une des trois structures cristallines distinctes du carbonate de calcium : la calcite, la vatérite ou l'aragonite. Lorsque la carbonatation atteint son point final (à un pH de 8 à 10), la solution reste légèrement alcaline ; par conséquent, le carbonate de calcium basique présent n'est pas décomposé. Avant d'avoir le temps de subir une transformation supplémentaire, ce carbonate de calcium basique passe à l'étape de traitement suivante. Lors de son entrée dans le séchoir rotatif, la température croissante provoque la décomposition du carbonate de calcium basique en hydroxyde de calcium et en carbonate de calcium, ce qui entraîne un niveau d'alcalinité élevé dans le produit final.
Ce problème d'alcalinité élevée est nettement plus marqué par temps froid que par temps chaud. La principale différence réside dans le fait que, par temps chaud, la température ambiante et celle de l'eau sont plus élevées ; ceci favorise une extinction plus efficace de la chaux, et la température à l'intérieur de la tour de carbonatation est également relativement élevée. Dans ces conditions, la solubilité de l'hydroxyde de calcium est plus faible, ce qui inhibe la formation de carbonate de calcium basique en plaquettes et favorise sa conversion directe en carbonate de calcium. Il est donc évident que l'alcalinité du produit obtenu par temps chaud est inférieure à celle du produit obtenu par temps froid.
Par conséquent, lors du traitement des tuyaux et raccords en PVC, il faut prêter attention non seulement à la taille des particules, à la blancheur, à la teneur en humidité, au volume de sédimentation et aux éléments minéraux du carbonate de calcium, mais aussi à son alcalinité !
