Bibliographie & annexes
Présentation
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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
Fonctionnalisation des CCP dans les nanocomposites thermoplastiques
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2. Présentation du carbonate de calcium précipité (CCP)
2.1 Principaux procédés de synthèse
De très nombreux procédés de synthèse sont susceptibles de conduire à la formation de carbonate de calcium et sont largement décrits dans la littérature, notamment en ce qui concerne des études à l’échelle du laboratoire. Quatre principaux procédés industriels sont décrits ici :
-
recomposition (procédé majoritairement répandu au niveau industriel) ;
-
sélection (ou séparation dolomitique) ;
-
coprécipitation ;
-
double décomposition.
Une dernière partie est consacrée au processus de précipitation en milieu organique et émulsion qui fait l’objet de développements abondants depuis les années 1990.
HAUT DE PAGE2.1.1 Procédé par recomposition ou par reconstitution
La matière première est du carbonate de calcium naturel, extrait de carrières, et délivré en blocs centimétriques à décimétriques selon le four à chaux utilisé.
Quatre étapes principales caractérisent ce procédé.
1. Le calcaire est introduit dans un four à chaux, chauffé à des températures d’environ 1 000 ˚C. Il est décomposé en oxyde de calcium (chaux vive) et gaz carbonique. Les blocs de chaux conservent la forme des blocs de calcaire mais l’observation en microscopie montre des particules de taille micrométrique.
2. Suit l’étape d’hydratation de la chaux pour former une suspension d’hydroxyde de calcium (lait de chaux) :
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Présentation du carbonate de calcium précipité (CCP)
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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(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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