نانو پلی متا سیلیکات کلسیم (CaSiO3)
متا سیلیکات کلسیم یا ولاستونیت در شکل خالص خود سفید رنگ است. ولاستونیت یک کانی مهم صنعتی و ارزشمند است که به رنگ های سفید، خاکستری و یا سبز کمرنگ تولید می شود. سرامیک های ولاستونیت به صورت زیست فعال هستند. ولاستونیت یک ماده معدنی متشکل از اکسید های کلسیم و سیلیکون می باشد. دارای نقطه ذوب و PH بالا است و به عنوان پرکننده و تقویت کننده استفاده می شود که توانایی رقابت با میکا و تالک را دارد. ولاستونیت دارای چندین ویژگی فیزیکی است که آن را به یک کانی صنعتی پر کاربرد تبدیل می کند. ساختار کریستالی و خواص فیزیکی ولاستونیت در دمای بالا پایدار است و ولاستونیت را به عنوان جایگزینی برای آزبست در کاربرد های عایق حرارتی تبدیل می کند.
(ساختار مولکولی نانو پلی متا سیلیکات کلسیم)
(تصویر میکروسکوپی نانو پلی متا سیلیکات کلسیم)
واکنش پذیری ولاستونیت به شدت پایین است و تا حد زیادی بی اثر محسوب می شود. گرچه در اسید هیدروکلریک خیلی غلیظ حل می شود اما با سایر اجزای محصولات تولیدی در طول فرایند تولید و چه پس از آن واکنش نشان نمی دهد. مقدار مواد فرار(گاز) خارج شده در هنگام گرم شدن یک ماده تا دمای C° 1000 را Loss on Ignition یا افت آتش می گویند. افت آتش ولاستونیت تجاری بسیار پایین است و بین 5. 0 تا 2 درصد متغیر است. افت آتش پایین، باعث کاهش مشکلات گیر افتادن حباب گاز و پراکندگی گاز در حین پخت سرامیک می شود. همچنین هزینه و زمان پخت را کاهش می دهد.
هنگامی که ولاستونیت با الیاف شیشه ترکیب شود؛ توان تقویتی، استحکام کششی، مقاومت خمشی و ضربه ای و دمای انحراف حرارتی آن را افزایش می دهد. امروزه جایگزین بالقوه برای خاک رس کلسینه شده است و بستر مواد معدنی مورد استفاده در ترموپلاستیک ها و رزین های مهندسی را فراهم می کند.
ولاستونیت در مقایسه با تالک در برابر خراشیدگی و ضربه در سرما و دمای اتاق مقاومت بهتری از خود نشان داده است. به طور کلی ولاستونیت جایگزین رایج تری به جای تالک در الیاف شیشه ای به عنوان پرکننده است. خواص ولاستونیت باعث شده است که برای تقویت پلی اتیلن و کاربرد هایی مانند پانل و بدنه خودرو، دستگیره ی در ها و لوازم خانگی مفید باشد. مقاومت در برابر خراش یکی دیگر از خواص مهم برای استفاده از ولاستونیت در خودرو سازی است.
امروزه بازار های پیشرو ی ولاستونیت پلاستیک و سرامیک و پس از آن ها صنعت رنگ و جایگزین های آزبست هستند.
(پودر نانو پلی متا سیلیکات کلسیم)
ویژگی های ظاهری نانو پلی سیلیکات کلسیم
زمانی که ولاستونیت را خورد می کنیم به علت خواص برش منحصر به فردش به ذرات توری یا سوزنی می شکند. این ویژگی به اندازه نسبت طول به قطر ذرات آن بستگی
دارد. ولاستونیت از آنجایی که سوزنی شکل است محصولاتی مانند پلاستیک و لایه های رنگ را تقویت می کند.
روشنی و سفیدی ولاستونیت خالص، برای برخی صنایع مهم است. ولاستونیت % 85 تا % 90 استاندارد های بازتاب را کسب کرده است.
ولاستونیت به دلیل روشنی و سفید رنگ بودن تاثیر کمی در رنگ محصول دارد اما می توان از آن به عنوان رنگدانه سفید استفاده کرد.
فرآوری ولاستونیت
برای اینکه ولاستونیت در کاربرد های مختلف مفید باشد، لازم است متناسب با همان کارکرد فرآوری و سنتز شود. محصول نهایی فرآوری شده باید شامل %97 تا % 99 ولاستونیت خالص باشد. پس از حفاری، انفجار و خرد کردن جزئی در محل معدن، سنگ معدن را برای خرد کردن، غنی سازی و آسیاب بیشتر به کارخانه تولید منتقل می کنند.
(سنگ ولاستونیت)
کاربرد ها ی نانو پلی متا سیلیکات کلسیم
استفاده اولیه از ولاستونیت، به عنوان سنگ تزئینی بود. رفته رفته کاربرد هایی در زمین شناسی پیدا کرد. ولاستونیت همچنین در ساخت چسب و مواد نسوز کاربرد دارد.
پزشکی
ولاستونیت می تواند جایگزین جای خالی تومور های استخوانی غول پیکر شود. زمانی که تومور استخوانی را با استفاده از فرز پرسرعت و پرتو ی آرگون از استخوان جدا می کنند، جای خالی آن در استخوان را توسط ترکیبی از متا سیلیکات کلسیم و استخوان خود زاد و مواد دیگر پر می کنند.
جایگزین آزبست
جایگزینی آزبست توسط ولاستونیت در تخته و پنل های عایق، رنگ، پلاستیک، کاشی های سقف و دستگاه های اصطکاک مانند ترمز و کلاچ از کاربرد های ولاستونیت است.
کاشی و سرامیک
در سرامیک، ولاستونیت تاب خوردگی و ترک خوردگی را در هنگام پخت کاهش می دهد و در نهایت منجر به استحکام بیشتر می شود. متاسیلیکات کلسیم در تولید سرامیک های متخلل نیز بکار گرفته می شود.
رنگسازی
به عنوان پر کننده و تقویت کننده استفاده می شود. همچنین سخت شدن و جذب کم روغن را در رنگ فراهم می کند.
ریخته گری
تولید فولاد
پوشش ها
ولاستونیت در پوشش های بافتی مانند گچ، مقاومت در برابر ترک، ایجاد روشنایی و یکدستی پوشش را فراهم می کند.
پلاستیک سازی
تمام گرید های ولاستونیت در تولید پلاستیک از جمله نایلون، پلی استر ها و پلی یورتان ها استفاده می شود.