Bibliographie & annexes
Présentation
English
NOTE DE L'ÉDITEUR
Dernières mises à jour (ajouts apportés par la société Imerys) :
Section 2.4 : Principales applications
1er paragraphe : Le carbonate naturel est presque toujours utilisé en grande quantité (jusqu’à 70 à 80 % en masse) au sein des formulations afin d’en réduire le coût tout en améliorant la processabilité et apporter des caractéristiques mécaniques et optiques (ex: respirabilité dans les films), alors que le carbonate précipité est le plus souvent utilisé à des teneurs de l'ordre de 10 % (ou 5 à 10 pcr) dans les polymères et à raison de 40 à 60 % dans les mastics.
2e paragraphe, alinéa 4 : - dans le domaine des polymères, le CCN est utilisé principalement pour ses propriétés optiques et mécaniques (exemples : Profilés en PVC/PP/PE ainsi que dans les sols vinyles et dans de nombreuses autres applications - il est un élément clef pour la respirabilité des films - exemple: films respirables en polyéthylène qui contiennent jusqu'à 50% de CCN). Dans le domaine des PVC, le CCP améliore la processabilité en contrôlant la gélification. Il réduit aussi significativement les dépôts sur la filière lors de l'extrusion des profilés PVC (plate out). Le carbonate de calcium précipité confère à moindre coût un excellent fini de surface et les propriétés mécaniques (choc à froid principalement) requises par les normes de l'industrie de la construction.
Section 4 : Conclusion
Les développements futurs des carbonates de calcium naturels et précipités (nouvelles morphologies, nouvelles fonctionnalisations, amélioration de la qualité) permettront d'augmenter leurs domaines d'application, comme celui des films: afin de réduire les défauts ou de réduire leur épaisseur ; des mastics polyuréthanne: où seules d'infimes traces d'eau sont tolérées ; ou encore celui de formulations plastisols : dont la mise en œuvre nécessite une très faible viscosité sous fort cisaillement et une très haute viscosité sous faible cisaillement. Leur caractère multifonctionnel est déjà bien établi, et permet d'envisager la substitution de charges minérales hautes performances, telles que la silice, de stabilisants composés d'éléments métalliques ou encore de composés organiques, tels que des agents polymériques chocs. Les principaux avantages des substitutions sont la diminution du coût global des formulations, et l’utilisation de composés ayant une image plus positive vis-à-vis de l’environnement
RÉSUMÉ
Le carbonate de calcium (CaCO3) est l’un des minéraux les plus abondants à la surface du globe ; on le trouve sous un très grand nombre de formes : calcaire massif, craie, marbre ... Naturelle ou précipitée, cette charge minérale est la plus répandue dans l’industrie des matières plastiques. Elle est utilisée dans des domaines tels que l’industrie du bâtiment, l’industrie automobile et dans la vie quotidienne. Les différentes méthodes de production donnent accès à une large gamme de morphologies, et permettent de conférer de nombreuses fonctionnalités au carbonate de calcium.
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Karine CAVALIER : Ingénieur matériaux, Docteur ès sciences physiques (spécialité : milieux denses et matériaux) - Responsable recherche pour les applications plastisols, adhésifs, mastics et polymères au sein de la Strategic Business Unit : Advanced Functional Fillers – SOLVAY
INTRODUCTION
Le carbonate de calcium (CaCO3) est l’un des minéraux les plus abondants à la surface du globe ; on le trouve sous un très grand nombre de formes : calcaire massif, craie, marbre …
Naturelle ou précipitée, cette charge minérale est la plus répandue dans l’industrie des matières plastiques. Elle est utilisée dans des domaines tels que l’industrie du bâtiment (peintures, mastics, PVC rigides), l’industrie automobile (plastisols pour calage et protection antigravillonnaire, mastics d’étanchéité) et dans la vie quotidienne (papier, encres d’imprimerie, pharmacie et parapharmacie, cosmétique, alimentaire). Les différentes méthodes de production donnent accès à une large gamme de morphologies, et elles permettent de conférer un grand nombre de fonctionnalités au carbonate de calcium. Pour ce, en regard des applications visées, des traitements de surface spécifiques sont appliqués.
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Présentation
Présentation du carbonate de calcium précipité (CCP)
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1. Généralités sur le carbonate de calcium
1.1 Origines du CaCO3
Le carbonate de calcium naturel (CCN) est l’un des minéraux les plus abondants à la surface du globe. Il est issu :
-
soit des calcaires massifs, qui sont d’anciens dépôts sédimentaires marins d’origine chimique. Parmi les plus célèbres en France, citons les calcaires d’Orgon dans les Bouches-du-Rhône ;
-
soit de craies, anciens dépôts d’origine biologique. Ces carbonates sont produits par des organismes marins ou non. Ils sont constitués d’éléments de squelette externe de végétaux unicellulaires (coccolithes). En France, on peut citer les célèbres craies de Champagne ;
-
soit de marbres ou de cipolins. Ce sont des calcaires d’origine métamorphique, issus de la transformation de roches sédimentaires sous l’effet de la température et de la pression (compression). Les plus connus sont les marbres de Carrare en Toscane (Italie).
Après extraction, les calcaires sont broyés, en voie sèche ou en voie humide, suivant la granulométrie recherchée. Ils peuvent éventuellement être traités en surface, par des acides gras en général.
Le CCN s’oppose aux carbonates de calcium précipités, ou CCP. Ces carbonates de synthèse sont dits carbonates issus de reconstitution ou de recomposition. Les principaux procédés de synthèse font l’objet du paragraphe 2.1.
HAUT DE PAGE1.2 Les différents polymorphes
La notion de polymorphisme a été introduite pour la première fois en 1788 par Martin Heinrich Klaproth à propos du CaCO3. En 1822, la communauté scientifique accepte l’idée selon laquelle un composé peut exister sous différentes formes solides : les différents polymorphes présentent donc des propriétés...
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Généralités sur le carbonate de calcium
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LEBRUN (P.), LE CLEAC’H (J.M.), CESBRON (F.) - Calcite - . chap. 7, Minéraux et Fossiles, hors série no 7 (1998).
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(2) - SHAIKH (A.M.) - New crystal growth form of vaterite, CaCO3 - . J. Appl. Cryst., 23, 1A, p. 263-265 (1990).
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(3) - MATSUSHITA (I.), HAMADA (Y.), MORIGA (T.), ASHIDA (T.), NAKABAYASHI (I.) - Synthesis of vaterite by carbonation process in aqueous system - . J. Ceram. Soc. Jpn., 104, p. 1088-1091 (1996).
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(5) - GACHE (N.) - Rôle des formes hydratées du carbonate de calcium dans la rupture de l’état métastable des solutions sursaturées - . Thèse de doctorat, Université de Montpellier II (1998).
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