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Estearato de cálcio em pó, composição química estearato de cálcio, é um composto orgânico com fórmula molecular C36H70CaO4, CAS 1592-23-0. Pó branco, não tóxico, solúvel em piridina quente, ligeiramente solúvel em etanol quente, óleo vegetal quente e óleo mineral, insolúvel em água, éter, clorofórmio, acetona e álcool frio. Absorve a umidade do ar. Possui resistência a microorganismos degradadores de gordura. A decomposição em alta temperatura produz estearonas e hidrocarbonetos. Estável à temperatura e pressão ambientes, evitando contato com oxidantes fortes. Ao encontrar ácidos fortes, decompõe-se em ácido esteárico e sais de cálcio correspondentes.
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Fórmula Química |
C36H70CaO4 |
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Massa Exata |
606 |
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Peso molecular |
607 |
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m/z |
606 (100.0%), 607 (38.9%), 608 (7.4%), 610 (2.2%) |
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Análise Elementar |
C, 71,23; H, 11,62; Ca, 6,60; Ó, 10,54 |
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Ponto de fusão 147-149 graus C, Densidade 1,08g/cm3, Condições de armazenamento armazenadas em +5 graus C a +30 graus C, Solubilidade em piridina quente, ligeiramente solúvel em óleo, mas insolúvel em álcool e éter, Forma em pó, Cor branca, Odo, valor de PH 7-9 (2,2 mg/l, H2O, 20 graus C), Água H2O solúvel, éter, clorofórmio; óleos minerais quentes ligeiramente solúveis [MER06], BRN 3919698, InChIKeyCJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L, informações de segurança, sinal de mercadorias perigosas xn, código de categoria de perigo 20/21/22-36/37/38, instruções de segurança 22-24/25-36-26, WGK Alemanha -, RTECS No. wi3000000, temperatura de autoignição 460 graus C DIN 51794,TSCA Sim.
Estearato de cálcio em pó, como um importante composto orgânico, desempenha um papel crucial em vários campos industriais devido às suas propriedades físico-químicas únicas.
É um estabilizador não{0}}tóxico indispensável no processamento de cloreto de polivinila (PVC), que melhora significativamente a resistência às intempéries e a vida útil dos produtos, inibindo reações de degradação em altas-temperaturas. Experimentos mostraram que a adição de 2% de estearato de cálcio ao filme de PVC aumenta a taxa de retenção do alongamento da fratura de 65% para 82% em testes de envelhecimento da lâmpada de xenônio. Seu mecanismo de ação inclui:
Efeito de estabilização térmica: Quando usado em combinação com sabão de zinco e compostos epóxi, um sistema de estabilização sinérgico pode ser formado, absorvendo efetivamente o HCl produzido pela decomposição do PVC e evitando a degradação autocatalítica. Este sistema é amplamente utilizado em áreas com requisitos de segurança extremamente elevados, como filmes para embalagens de alimentos e dispositivos médicos.
Desmoldagem por lubrificação: Como lubrificante interno, pode reduzir o coeficiente de atrito entre o plástico fundido e a superfície metálica do equipamento, reduzindo o consumo de energia de processamento em 15% -20%. Ao mesmo tempo, suas características de lubrificação externa aumentam o brilho superficial do produto em mais de 30%, reduzindo a frequência de limpeza do molde.
Absorção de halogênio: No processamento de polietileno (PE) e polipropileno (PP), pode eliminar a influência de catalisadores residuais (como TiCl ₄) na cor e estabilidade do produto. Experimentos mostraram que a adição de 0,5% de estearato de cálcio pode reduzir o índice de amarelecimento (YI) dos filmes de PE de 12 para menos de 5.
Possui múltiplas funções no processamento da borracha e seu mecanismo de ação envolve promoção química e modificação física:
Ativador de sulfurização: Como transportador de ativação para óxidos metálicos (como ZnO), pode acelerar a taxa de reação de sulfurização e reduzir o tempo de sulfurização positiva em 20% -30%. Adicionar 1,5% de estearato de cálcio à fórmula de borracha da banda de rodagem do pneu pode aumentar a densidade de reticulação em 18% e melhorar significativamente a resistência ao desgaste.
Dispersão suavizante: sua estrutura de ácido graxo de cadeia longa pode penetrar entre as cadeias moleculares da borracha, enfraquecer a força de interação e reduzir a viscosidade Mooney da borracha mista em 25% -35%. Isto é particularmente importante para o processamento de sistemas de alto enchimento, como o negro de fumo N660 com uma dosagem de até 60 phr.
Isolamento e antiaderência: durante o processo de armazenamento de produtos de borracha, uma película protetora pode ser formada na superfície para evitar que produtos semi{0}}acabados grudem uns nos outros. Experimentos mostraram que a adição de 0,8% de estearato de cálcio pode reduzir a força de descascamento das folhas de borracha de 12N para menos de 3N.
Como um aditivo chave na indústria de papel,estearato de cálcio em pófunciona através de um mecanismo duplo de adsorção física e modificação química:
Lubrificação de revestimento: Como lubrificante para revestimento de papel processado, pode reduzir o coeficiente de atrito entre o revestimento e o rolo de calandragem, reduzindo a rugosidade da superfície (valor Ra) do revestimento de 0,8 μm para 0,3 μm, melhorando significativamente a adequação de impressão.
Aprimoramento à prova d'água: Ao reagir com grupos hidroxila na superfície da fibra, uma camada de filme hidrofóbico pode ser formada, reduzindo o valor Cobb (absorção de água) do papel de 45g/m² para menos de 15g/m². Esse recurso tem importante valor de aplicação em áreas como papel para embalagens e papel para óleo.
Espessamento estável: Como estabilizador de revestimentos, pode impedir a sedimentação de partículas de pigmento. Experimentos mostraram que a adição de 0,3% de estearato de cálcio pode reduzir a taxa de sedimentação do revestimento em 24 horas de 18% para menos de 3%, mantendo a uniformidade do sistema.
Indústria alimentícia: Antiaglomerante e melhoria de textura
A qualidade alimentar atende aos padrões da FAO/OMS e desempenha um papel insubstituível no processamento de alimentos em pó
Agente antiaglomerante: Ao reduzir a energia superficial entre as partículas, pode efetivamente impedir que açúcar em pó, sal, temperos, etc. De acordo com os regulamentos da FAO/OMS, a dosagem máxima permitida de glicose em pó para revestimento é de 15g/kg, o que pode aumentar a fluidez do produto em mais de 40%.
Estabilidade de emulsificação: loção O/A estável pode ser formada em sistemas de emulsificação como margarina e molho para salada. O experimento mostra que a adição de 0,5% de estearato de cálcio pode reduzir a taxa de separação centrífuga do óleo da loção de 12% para menos de 3%, prolongando significativamente a vida útil.
Melhoria da textura: Como regulador de viscosidade da goma de mascar, pode controlar as alterações de dureza durante a mastigação, melhorando o sabor do produto. Na produção de balas duras, pode evitar a cristalização e manter a transparência.
Como aditivo multifuncional em formulações cosméticas, suas funções incluem modificação física e estabilidade química:
Sistema de emulsificação: Por ser matéria-prima oleosa e emulsificante para cremes como creme de neve e creme frio, pode formar uma estrutura de cristal líquido estável, tornando a textura do produto delicada. Experimentos mostraram que a adição de 2% de estearato de cálcio pode aumentar a viscosidade da pasta de 15.000mPa · s para 22.000mPa · s, mantendo sua espalhabilidade.
Melhoria sensorial: Como amaciante e agente de brilho, pode realçar a suavidade do produto. Na fórmula do batom, pode ajustar o ponto de fusão de 58 graus a 62 graus, melhorando a estabilidade sob altas temperaturas.
Efeito de estabilização: Ao quelar íons metálicos, pode prevenir a perda de antioxidantes (como a vitamina E) da fórmula e prolongar a vida útil do produto.
Indústria Têxtil: Auxiliares de Estamparia e Tinturaria e Pós-acabamento
Estearato de cálcio em pó, como aditivo chave na impressão e tingimento têxtil, desempenha um papel em todo o processo de pré-tratamento, tingimento e acabamento
Suavidade de dispersão: Como dispersante, pode dispersar uniformemente as partículas de corante e prevenir a formação de manchas coloridas. Experimentos mostraram que a adição de 1% de estearato de cálcio pode aumentar a absorção de corantes reativos em 15% -20%.
Imersão e Redução do Desgaste: No processo de laminação por imersão, o coeficiente de atrito entre o tecido e o laminador pode ser reduzido, resultando em um aumento de mais de 30% na planicidade da superfície do tecido e uma diminuição na taxa de danos ao tecido.
Acabamento impermeável: Como importante componente dos impermeabilizantes têxteis, pode formar uma camada hidrofóbica ao reagir com as fibras, aumentando o ângulo de contato do tecido de 120 graus para mais de 150 graus, conseguindo um efeito repelente à água.
Sendo um agente desmoldante eficiente na indústria de fundição, seu mecanismo de ação envolve lubrificação física e isolamento químico:
Desempenho de desmoldagem: durante o processo de fundição-de metal, uma película lubrificante contínua pode ser formada na superfície do molde, reduzindo a força de desmoldagem em 50% a 70%. Experimentos mostraram que a adição de um agente de liberação de estearato de cálcio a 2% pode reduzir a rugosidade da superfície (valor Ra) das peças fundidas de 3,2 μm para 1,6 μm.
Suavidade da superfície: Ao controlar a taxa de resfriamento, defeitos como fechamentos a frio e marcas de fluxo na superfície das peças fundidas podem ser reduzidos. Na fundição-de liga de alumínio, isso pode aumentar a taxa de qualificação do produto de 85% para mais de 92%.
Proteção do molde: O estearato de cálcio pode impedir o contato direto entre o metal fundido e o molde, prolongando a vida útil do molde. Experimentos mostraram que o uso contínuo de agentes desmoldantes contendo estearato de cálcio pode prolongar a vida útil dos moldes em 1,5 a 2 vezes.
O método sintético deestearato de cálcio em póé o seguinte:
O estearato de cálcio é um importante sal metálico orgânico amplamente utilizado em áreas industriais como borracha, plásticos, revestimentos, tintas, etc., como plastificante, estabilizador, lubrificante, etc. O método direto é um método comumente usado para sintetizar estearato de cálcio, que tem as vantagens de processo simples, fácil disponibilidade de matéria-prima e baixo custo. Nosso laboratório adota o método direto para sintetizar o estearato de cálcio, e as etapas detalhadas são as seguintes:
A síntese direta do estearato de cálcio requer principalmente duas matérias-primas: ácido esteárico e óxido de cálcio. O ácido esteárico é geralmente selecionado a partir de produtos industriais com maior pureza, enquanto o óxido de cálcio pode ser obtido pela calcinação de minerais naturais, como calcário ou conchas. Antes da síntese, as matérias-primas devem ser bem secas para remover qualquer umidade.
Adicione ácido esteárico e óxido de cálcio em uma determinada proporção (geralmente 1:1) ao recipiente de reação. Ligue o dispositivo de agitação e aqueça-o gradualmente até o estado fundido. Durante o processo de fusão, o ácido esteárico e o óxido de cálcio sofrem uma reação de neutralização, produzindo estearato de cálcio e água.
A reação de fusão precisa ser realizada a uma determinada temperatura e pressão. Normalmente, a temperatura da reação é controlada entre 140-150 graus e a pressão é mantida a uma pressão ligeiramente positiva. Dentro desta faixa de temperatura, a taxa de produção de estearato de cálcio é mais rápida e pode evitar a ocorrência de reações colaterais. Ao mesmo tempo, por aspiração, a água gerada pela reação é continuamente removida para impulsionar a reação.
Quando a água do reator é basicamente drenada e a produção de estearato de cálcio não aumenta mais, a reação é considerada completa. Neste ponto, desligue os dispositivos de aquecimento e agitação e descarregue o material de estearato de cálcio fundido. Por resfriamento, trituração e outras etapas, são obtidos produtos de estearato de cálcio.
A equação química para a síntese direta do estearato de cálcio é a seguinte:
2CaO+C17H35COOH → Ca(C17H35COO)2+H2O
Nesta reação, o óxido de cálcio (CaO) sofre uma reação de neutralização com ácido esteárico (C17H35COOH) para produzir estearato de cálcio [Ca (C17H35COO) 2] e água (H2O). O estearato de cálcio é um pó amorfo branco ou ligeiramente amarelado que é insolúvel em água, mas solúvel em solventes orgânicos como etanol quente, benzeno e terebintina.
A síntese direta do estearato de cálcio é um método simples e eficaz. Ao controlar fatores como pureza da matéria-prima, temperatura e tempo de reação, velocidade de agitação e grau de vácuo, é possível obter produtos de estearato de cálcio de alta-qualidade. Esse método apresenta as vantagens de processo simples, fácil disponibilidade de matéria-prima e baixo custo, além de amplas perspectivas de aplicação na produção industrial.
O método de fusão é um método comumente usado para sintetizarestearato de cálcio em pó, que é caracterizada por uma reação de fusão em alta-temperatura que causa reações químicas entre matérias-primas para obter o produto alvo. Este método tem as vantagens de fácil disponibilidade de matéria-prima, processo simples e rápida taxa de reação, e tem sido amplamente utilizado na produção industrial.
A equação química para a síntese do estearato de cálcio pelo método de fusão é a seguinte:
2MO+C17H35COOH → Ca(C17H35COO)2+2MO
Entre eles, M representa elementos metálicos (como Ca, Zn, etc.) e O representa o elemento oxigênio. Nesta reação, o ácido esteárico sofre uma reação de neutralização com óxidos metálicos, produzindo estearato de cálcio e óxidos metálicos correspondentes. O estearato de cálcio é um pó amorfo branco ou ligeiramente amarelado que é insolúvel em água, mas solúvel em solventes orgânicos como etanol quente, benzeno e terebintina.
As principais matérias-primas para a síntese do estearato de cálcio pelo método de fusão são o ácido esteárico e os óxidos metálicos (como óxido de cálcio, óxido de zinco, etc.). O ácido esteárico é geralmente selecionado a partir de produtos industriais com maior pureza, enquanto os óxidos metálicos podem ser obtidos por calcinação de minerais naturais correspondentes ou síntese química. Antes da síntese, as matérias-primas devem ser completamente secas e peneiradas para remover umidade e impurezas.
Adicione ácido esteárico e óxidos metálicos em uma certa proporção ao recipiente de reação. Ligue o aquecedor e aumente gradativamente a temperatura até que a matéria-prima derreta. Durante o processo de fusão, o ácido esteárico sofre uma reação de neutralização com óxidos metálicos, gerando estearato de cálcio e óxidos metálicos correspondentes.
A reação de fusão precisa ser realizada a uma determinada temperatura e pressão. Normalmente, a temperatura da reação é controlada entre 180-220 graus e a pressão é mantida a uma pressão ligeiramente positiva. Dentro desta faixa de temperatura, a taxa de produção de estearato de cálcio é mais rápida e pode evitar a ocorrência de reações colaterais. Entretanto, ao controlar o tempo de reação e a velocidade de agitação, a qualidade e o rendimento do produto podem ser ainda mais afetados.
Quando o material na caldeira de reação apresenta cor uniforme e não são geradas mais bolhas, a reação é considerada completa. Neste ponto, desligue o aquecedor e deixe o material esfriar naturalmente. Depois que o material esfriar até a temperatura ambiente, remova-o e esmague-o até obter o pó com o tamanho de partícula necessário. Os produtos de estearato de cálcio são obtidos através de etapas como triagem, lavagem e secagem.
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