Carbonato de Calcio. Vitaminas para los plásticos

Para este fin, además de los ahorros que representa en costos de producción el empleo de dichos minerales, en particular el Carbonato de Calcio está ganando cada vez más importancia.
Origen del Carbonato de Calcio La disponibilidad de este mineral es apabullante.
Para dar una idea de la bondad de este recurso, cabe resaltar que en la corteza terrestre existe una gran variedad de rocas que son clasificadas, en términos generales, como rocas ígneas, metamórficas o sedimentarias.
Alrededor del 12% de la corteza de Norteamérica, Asia y Europa está formada por carbonato de calcio bajo las siguientes formas:

• Gis o tiza Roca sedimentaria suave del cretáceo.
• Calcita Roca sedimentaria consolidada.
• Mármol Roca metamórfica.
El carbonato de calcio proviene de la calcita mineral, y su estructura está formada por cristales en forma de romboedro. Tiene una gravedad específica de 2.7 g/cm3 y una dureza de 3, medida en la escala de Mohs, esto indica que es uno de los minerales más suaves empleados para el plástico, y por lo tanto menos abrasivo para los equipos.

La mayoría de las rocas de carbonato de calcio contienen impurezas que pueden repercutir en muchas de las aplicaciones industriales. Sin embargo, existen minas cuya pureza permite que sus rocas estén libres de impurezas, como cuarzo y metales pesados, garantizando una pureza superior al 98% de carbonato de calcio, como es el caso de las minas con que cuenta la empresa OMYA en México y el mundo.

Cualidades

El carbonato de calcio es uno de los minerales más utilizados en la producción de plásticos. La selección de otras materias primas dentro de una fórmula para la transformación depende de las características que le proporcionen cada uno de éstos para una mejor procesabilidad, reducción de costos y características del producto terminado.
De un carbonato de calcio, las características más relevantes son: • Finura del material La finura del mineral está definida por el tamaño medio de partícula y el corte superior.
El corte superior es el tamaño más grande de partícula que puede existir en una muestra, ésta tiene una importante influencia en las propiedades mecánicas del producto terminado.
• Superficie recubierta o tratada La superficie recubierta de un carbonato de calcio es una propiedad muy importante, ya que, de no ser así no se logrará dispersar fácilmente y podrían formarse aglomerados.
El recubrimiento permite además una mezcla homogénea donde la abrasión es reducida.
• Pureza química del material Las impurezas que implican una consideración especial son la sílice libre y los silicatos, estos materiales son extremadamente abrasivos y, por tanto, deberán evitarse.
• Color La blancura es afectada por las impurezas que contenga, especialmente por los compuestos de hierro y, en algunos casos, de carbón. La presencia de carbonato de calcio permitirá la reducción de bióxido de titanio, es decir, se pueden sustituir ciertos porcentajes de TiO2 por carbonato, para obtener la blancura deseada.
Ventajas del carbonato de calcio en los plásticos La finura de un carbonato de calcio, la superficie recubierta, la pureza, mejorará las siguientes propiedades de un compuesto plástico: • Mejora la resistencia al impacto • Incrementa la velocidad de producción • Mejora la homogeneización • Reduce los costos de formulación • Mejora la rigidez, teniendo un más alto Módulo de Young • Menor encogimiento, mejora estabilidad dimensional • Menor abrasión en la extrusora Al incrementar la rigidez (Módulo de Young) se permite reducir el espesor de pared, por lo que el costo por metro será menor. Un carbonato de calcio fino y tratado ayuda a la dispersión del compuesto, así se eliminan las variaciones en propiedades causadas por una mezcla pobre o por aglomeración de partículas. El tratamiento superficial del carbonato de calcio puede actuar como un lubricante externo e interno, pudiendo tener un ahorro en la reducción de los lubricantes dentro de la fórmula del compuesto.
El concepto de reducción de costos mediante el empleo de minerales ha sido conocido desde hace mucho tiempo.
Desde entonces, en términos de tecnología, se han hecho importantes avances para obtener un tamaño de partícula específico y una morfología de la partícula, mejorando la pureza y agregando un tratamiento superficial.
Una de las variables más importantes al introducir minerales, es el porcentaje óptimo de éstas para obtener el mejor balance costo/beneficio en la formulación, y para las propiedades óptimas del proceso.
La aplicación de carbonato de calcio en un masterbatch, permite a los transformadores que no pueden hacer la adición directa del carbonato en polvo, reducir los costos de formulación, obteniendo así la calidad de producto terminado deseada, con mejores propiedades mecánicas dependiendo del producto que se desee producir.
La razón por la que se requiere un masterbatch en vez del carbonato de calcio en polvo, se debe a que las máquinas extrusoras o inyectoras utilizadas para la transformación, en ocasiones no pueden hacer una mezcla homogénea polvo-pellet en un L/D tan corto.
La diferencia en el tamaño de la partícula es muy grande y desde la alimentación a la tolva existe ya una separación, debido a que el polvo sedimenta por su tamaño de partícula tan fino y a las diferencias de densidad.
Tomando en cuenta los costos de la resina, es importante para el transformador buscar alternativas que le permitan reducir sus costos de producción y mantener –o mejorar- la calidad de sus productos.