Calciumstearat-Pulver, chemische Zusammensetzung Calciumstearat, ist eine organische Verbindung mit der Summenformel C36H70CaO4, CAS 1592-23-0. Weißes Pulver, ungiftig, löslich in heißem Pyridin, schwer löslich in heißem Ethanol, heißem Pflanzenöl und Mineralöl, unlöslich in Wasser, Ether, Chloroform, Aceton und kaltem Alkohol. Es nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf. Hat Resistenz gegen fettabbauende Mikroorganismen. Bei der Hochtemperaturzersetzung entstehen Stearone und Kohlenwasserstoffe. Stabil bei Raumtemperatur und -druck, Kontakt mit starken Oxidationsmitteln vermeiden. Bei Kontakt mit starken Säuren zerfällt es in Stearinsäure und entsprechende Calciumsalze.
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Chemische Formel |
C36H70CaO4 |
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Genaue Masse |
606 |
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Molekulargewicht |
607 |
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m/z |
606 (100.0%), 607 (38.9%), 608 (7.4%), 610 (2.2%) |
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Elementaranalyse |
C, 71,23; H, 11,62; Ca, 6,60; O, 10.54 |
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Schmelzpunkt 147-149 Grad C, Dichte 1,08 g/cm3, Lagerbedingungen bei +5 Grad C bis +30 Grad C lagern, Löslichkeit in heißem Pyridin, leicht löslich in Öl, aber unlöslich in Alkohol und Ether, Form Pulver, Farbe weiß, Geruch, PH-Wert 7-9 (2,2 mg/l, H2O, 20 Grad C), wasserlösliches H2O, Ether, Chloroform; schwerlösliche heiße Mineralöle [MER06], BRN 3919698, InChIKeyCJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L, Sicherheitshinweise, Gefahrgutzeichen xn, Gefahrenkategoriecode 20/21/22-36/37/38, Sicherheitshinweise 22-24/25-36-26, WGK Deutschland -, RTECS Nein. wi3000000, Selbstentzündungstemperatur 460 Grad C DIN 51794,TSCA Ja.
Calciumstearat-PulverAls wichtige organische Verbindung spielt es aufgrund seiner einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften in zahlreichen Industriebereichen eine entscheidende Rolle.
Es ist ein unverzichtbarer ungiftiger Stabilisator bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid (PVC), der die Witterungsbeständigkeit und Lebensdauer von Produkten erheblich verbessert, indem er Zersetzungsreaktionen bei hohen Temperaturen hemmt. Experimente haben gezeigt, dass die Zugabe von 2 % Calciu-Stearat zu PVC-Folie die Retentionsrate der Bruchdehnung in Xenonlampen-Alterungstests von 65 % auf 82 % erhöht. Sein Wirkmechanismus umfasst:
Wärmestabilisierungseffekt: In Kombination mit Zinkseife und Epoxidverbindungen kann ein synergistisches Stabilisierungssystem gebildet werden, das bei der PVC-Zersetzung entstehende HCl wirksam absorbiert und einen selbstkatalytischen Abbau verhindert. Dieses System wird häufig in Bereichen mit extrem hohen Sicherheitsanforderungen eingesetzt, beispielsweise bei Lebensmittelverpackungsfolien und medizinischen Geräten.
Entformungsschmierung: Als internes Schmiermittel kann es den Reibungskoeffizienten zwischen der Kunststoffschmelze und der Metalloberfläche der Ausrüstung verringern und so den Verarbeitungsenergieverbrauch um 15–20 % senken. Gleichzeitig erhöhen seine äußeren Schmiereigenschaften den Oberflächenglanz des Produkts um mehr als 30 %, wodurch die Häufigkeit der Formenreinigung verringert wird.
Halogenabsorption: Bei der Verarbeitung von Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) kann der Einfluss restlicher Katalysatoren (wie TiCl₄) auf die Farbe und Stabilität des Produkts eliminiert werden. Experimente haben gezeigt, dass durch Zugabe von 0,5 % Calciu-Stearat der Vergilbungsindex (YI) von PE-Folien von 12 auf unter 5 gesenkt werden kann.
Es hat mehrere Funktionen bei der Gummiverarbeitung und sein Wirkungsmechanismus umfasst chemische Förderung und physikalische Modifikation:
Schwefelungsaktivator: Als Aktivierungsträger für Metalloxide (wie ZnO) kann er die Schwefelungsreaktionsgeschwindigkeit beschleunigen und die positive Schwefelungszeit um 20–30 % verkürzen. Die Zugabe von 1,5 % Calciu-Stearat zur Gummiformel der Reifenlauffläche kann die Vernetzungsdichte um 18 % erhöhen und die Verschleißfestigkeit deutlich verbessern.
Weichmachende Dispersion: Seine langkettige Fettsäurestruktur kann zwischen Molekülketten des Gummis eindringen, die Wechselwirkungskraft schwächen und die Mooney-Viskosität des gemischten Gummis um 25–35 % verringern. Dies ist besonders wichtig für die Verarbeitung hochfüllender Systeme, wie z. B. Ruß N660 mit einer Dosierung von bis zu 60 phr.
Isolierung und Antihaftwirkung: Während des Lagerungsprozesses von Gummiprodukten kann sich auf der Oberfläche ein Schutzfilm bilden, der verhindert, dass Halbzeuge aneinander kleben. Experimente haben gezeigt, dass die Zugabe von 0,8 % Calciu-Stearat die Schälkraft von Gummiplatten von 12 N auf unter 3 N reduzieren kann.
Als wichtiger Zusatzstoff in der PapierindustrieCalciumstearat-Pulverfunktioniert durch einen dualen Mechanismus aus physikalischer Adsorption und chemischer Modifikation:
Beschichtungsschmierung: Als Schmiermittel für die Beschichtung von verarbeitetem Papier kann es den Reibungskoeffizienten zwischen der Beschichtung und der Kalandrierwalze reduzieren, wodurch die Oberflächenrauheit (Ra-Wert) der Beschichtung von 0,8 μm auf 0,3 μm reduziert wird und die Druckeignung deutlich verbessert wird.
Verbesserung der Wasserdichtigkeit: Durch Reaktion mit Hydroxylgruppen auf der Faseroberfläche kann eine hydrophobe Filmschicht gebildet werden, die den Cobb-Wert (Wasseraufnahme) des Papiers von 45 g/m² auf unter 15 g/m² reduziert. Diese Funktion hat einen wichtigen Anwendungswert in Bereichen wie Verpackungspapier und Ölpapier.
Stabile Verdickung: Als Stabilisator für Beschichtungen kann es das Absetzen von Pigmentpartikeln verhindern. Experimente haben gezeigt, dass die Zugabe von 0,3 % Calciu-Stearat die 24-Stunden-Sedimentationsrate der Beschichtung von 18 % auf unter 3 % reduzieren kann, wodurch die Gleichmäßigkeit des Systems erhalten bleibt.
Lebensmittelindustrie: Antibacken und Texturverbesserung
Die Lebensmittelqualität entspricht den FAO/WHO-Standards und spielt eine unersetzliche Rolle bei der Verarbeitung von pulverförmigen Lebensmitteln
Antibackmittel: Durch die Reduzierung der Oberflächenenergie zwischen den Partikeln kann wirksam verhindert werden, dass Zuckerpulver, Salz, Gewürze usw. während der Lagerung verklumpen. Gemäß den FAO/WHO-Vorschriften beträgt die maximal zulässige Dosierung von Glukosepulver für die Beschichtung 15 g/kg, wodurch die Fließfähigkeit des Produkts um mehr als 40 % erhöht werden kann.
Emulgierungsstabilität: In Emulgierungssystemen wie Margarine und Salatdressing kann eine stabile O/W-Lotion gebildet werden. Das Experiment zeigt, dass die Zugabe von 0,5 % Calciu-Stearat die zentrifugale Ölabscheidungsrate der Lotion von 12 % auf weniger als 3 % reduzieren und so die Haltbarkeit deutlich verlängern kann.
Texturverbesserung: Als Viskositätsregulator für Kaugummi kann es die Härteänderungen während des Kauens kontrollieren und so den Geschmack des Produkts verbessern. Bei der Herstellung von Hartbonbons kann es die Kristallisation verhindern und die Transparenz bewahren.
Als multifunktionaler Zusatzstoff in kosmetischen Formulierungen gehören zu seinen Funktionen physikalische Modifikation und chemische Stabilität:
Emulgierungssystem: Als öliger Rohstoff und Emulgator für Cremes wie Schneecreme und Kaltcreme kann es eine stabile Flüssigkristallstruktur bilden, die die Produkttextur zart macht. Experimente haben gezeigt, dass durch die Zugabe von 2 % Calciu-Stearat die Viskosität der Paste von 15.000 mPa·s auf 22.000 mPa·s erhöht werden kann, während die Streichfähigkeit erhalten bleibt.
Sensorische Verbesserung: Als Weichmacher und Glanzmittel kann es die Glätte des Produkts verbessern. In der Lippenstiftformel kann der Schmelzpunkt von 58 auf 62 Grad eingestellt werden, wodurch die Stabilität bei hohen Temperaturen verbessert wird.
Stabilisierungseffekt: Durch die Chelatisierung von Metallionen kann der Verlust von Antioxidantien (wie Vitamin E) in der Formel verhindert und die Haltbarkeit des Produkts verlängert werden.
Textilindustrie: Druck- und Färbehilfsmittel und Weiterverarbeitung
Calciumstearat-PulverAls wichtiger Zusatzstoff beim Textildruck und -färben spielt es im gesamten Prozess der Vorbehandlung, des Färbens und der Veredelung eine Rolle
Dispersionsweichheit: Als Dispergiermittel kann es Farbstoffpartikel gleichmäßig dispergieren und die Bildung von Farbflecken verhindern. Experimente haben gezeigt, dass die Zugabe von 1 % Calciu-Stearat die Farbstoffaufnahme von Reaktivfarbstoffen um 15–20 % steigern kann.
Eintauchen und Verschleißreduzierung: Beim Tauchwalzverfahren kann der Reibungskoeffizient zwischen dem Stoff und dem Walzwerk verringert werden, was zu einer Erhöhung der Ebenheit der Stoffoberfläche um über 30 % und einer Verringerung der Stoffbeschädigungsrate führt.
Wasserabweisende Ausrüstung: Als wichtiger Bestandteil textiler Imprägniermittel kann es durch Reaktion mit Fasern eine hydrophobe Schicht bilden, die den Kontaktwinkel des Stoffes von 120 Grad auf über 150 Grad erhöht und so eine wasserabweisende Wirkung erzielt.
Als effizientes Trennmittel in der Gussindustrie beruht sein Wirkmechanismus auf physikalischer Schmierung und chemischer Isolierung:
Entformungsleistung: Während des Metalldruckgussverfahrens kann sich auf der Oberfläche der Form ein kontinuierlicher Schmierfilm bilden, der die Entformungskraft um 50–70 % reduziert. Experimente haben gezeigt, dass durch die Zugabe eines 2 %igen Calciumstearat-Trennmittels die Oberflächenrauheit (Ra-Wert) von Gussstücken von 3,2 μm auf 1,6 μm reduziert werden kann.
Oberflächenglätte: Durch die Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit können Fehler wie Kaltabschlüsse und Fließspuren auf der Oberfläche von Gussteilen reduziert werden. Beim Druckguss von Aluminiumlegierungen kann die Produktqualifikationsrate von 85 % auf über 92 % gesteigert werden.
Formschutz: Calciumstearat kann den direkten Kontakt zwischen geschmolzenem Metall und der Form verhindern und so die Lebensdauer der Form verlängern. Experimente haben gezeigt, dass die kontinuierliche Verwendung von Trennmitteln, die Calciumstearat enthalten, die Lebensdauer von Schimmelpilzen um das 1,5- bis 2-fache verlängern kann.
Die synthetische Methode vonCalciumstearat-Pulverist wie folgt:
Calciumstearat ist ein wichtiges organisches Metallsalz, das in industriellen Bereichen wie Gummi, Kunststoffen, Beschichtungen, Farben usw. häufig als Weichmacher, Stabilisator, Schmiermittel usw. verwendet wird. Die Direktmethode ist eine häufig verwendete Methode zur Synthese von Calciumstearat, die die Vorteile eines einfachen Prozesses, einer leichten Verfügbarkeit von Rohstoffen und niedriger Kosten bietet. Unser Labor wendet die direkte Methode zur Synthese von Calciumstearat an. Die detaillierten Schritte sind wie folgt:
Für die direkte Synthese von Calciumstearat werden hauptsächlich zwei Rohstoffe benötigt: Stearinsäure und Calciumoxid. Stearinsäure wird im Allgemeinen aus Industrieprodukten mit höherer Reinheit ausgewählt, während Calciumoxid durch Kalzinieren natürlicher Mineralien wie Kalkstein oder Muscheln gewonnen werden kann. Vor der Synthese sollten die Rohstoffe gründlich getrocknet werden, um jegliche Feuchtigkeit zu entfernen.
Geben Sie Stearinsäure und Calciumoxid in einem bestimmten Verhältnis (normalerweise 1:1) in das Reaktionsgefäß. Schalten Sie das Rührgerät ein und erhitzen Sie es nach und nach, bis es geschmolzen ist. Während des Schmelzprozesses durchlaufen Stearinsäure und Calciumoxid eine Neutralisationsreaktion, wodurch Calciumstearat und Wasser entstehen.
Die Schmelzreaktion muss bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck durchgeführt werden. Normalerweise wird die Reaktionstemperatur zwischen 140 und 150 Grad kontrolliert und der Druck auf einem leicht positiven Druck gehalten. Innerhalb dieses Temperaturbereichs ist die Produktionsrate von Calciumstearat schneller und das Auftreten von Nebenreaktionen kann vermieden werden. Gleichzeitig wird durch Vakuumieren das bei der Reaktion entstehende Wasser kontinuierlich entfernt, um die Reaktion voranzutreiben.
Wenn das Wasser im Reaktor weitgehend abgelassen ist und die Produktion von Calciumstearat nicht mehr zunimmt, gilt die Reaktion als abgeschlossen. Schalten Sie zu diesem Zeitpunkt die Heiz- und Rührgeräte aus und lassen Sie das geschmolzene Calciumstearatmaterial ab. Durch Abkühlen, Zerkleinern und andere Schritte werden Calciumstearatprodukte gewonnen.
Die chemische Gleichung für die Direktsynthese von Calciumstearat lautet wie folgt:
2CaO+C17H35COOH → Ca(C17H35GURREN)2+H2O
Bei dieser Reaktion geht Calciumoxid (CaO) eine Neutralisationsreaktion mit Stearinsäure (C17H35COOH) ein, um Calciumstearat [Ca (C17H35COO) 2] und Wasser (H2O) zu erzeugen. Calciumstearat ist ein weißes oder leicht gelbliches amorphes Pulver, das in Wasser unlöslich, aber in organischen Lösungsmitteln wie heißem Ethanol, Benzol und Terpentin löslich ist.
Die direkte Synthese von Calciumstearat ist eine einfache und effektive Methode. Durch die Kontrolle von Faktoren wie der Reinheit des Rohmaterials, der Reaktionstemperatur und -zeit, der Rührgeschwindigkeit und dem Vakuumgrad können qualitativ hochwertige Calciumstearatprodukte erhalten werden. Diese Methode bietet die Vorteile eines einfachen Prozesses, einer einfachen Verfügbarkeit von Rohstoffen und niedriger Kosten und bietet breite Anwendungsaussichten in der industriellen Produktion.
Die Schmelzmethode ist eine häufig verwendete Methode zur SyntheseCalciumstearat-Pulver, die durch eine Hochtemperatur-Schmelzreaktion gekennzeichnet ist, die chemische Reaktionen zwischen Rohstoffen auslöst, um das Zielprodukt zu erhalten. Diese Methode bietet die Vorteile einer leichten Verfügbarkeit von Rohstoffen, eines einfachen Prozesses und einer schnellen Reaktionsgeschwindigkeit und wird in der industriellen Produktion häufig eingesetzt.
Die chemische Gleichung für die Synthese von Calciumstearat durch Schmelzverfahren lautet wie folgt:
2MO+C17H35COOH → Ca(C17H35GURREN)2+2Mo
Unter diesen steht M für metallische Elemente (wie Ca, Zn usw.) und O für das Sauerstoffelement. Bei dieser Reaktion geht Stearinsäure eine Neutralisationsreaktion mit Metalloxiden ein, wodurch Calciumstearat und entsprechende Metalloxide entstehen. Calciumstearat ist ein weißes oder leicht gelbliches amorphes Pulver, das in Wasser unlöslich, aber in organischen Lösungsmitteln wie heißem Ethanol, Benzol und Terpentin löslich ist.
Die Hauptrohstoffe für die Synthese von Calciumstearat im Schmelzverfahren sind Stearinsäure und Metalloxide (wie Calciumoxid, Zinkoxid usw.). Stearinsäure wird im Allgemeinen aus Industrieprodukten mit höherer Reinheit ausgewählt, während Metalloxide durch Kalzinierung entsprechender natürlicher Mineralien oder chemische Synthese gewonnen werden können. Vor der Synthese sollten die Rohstoffe gründlich getrocknet und gesiebt werden, um Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu entfernen.
Geben Sie Stearinsäure und Metalloxide in einem bestimmten Verhältnis in das Reaktionsgefäß. Schalten Sie das Heizgerät ein und erhöhen Sie die Temperatur schrittweise, bis das Rohmaterial schmilzt. Während des Schmelzprozesses geht Stearinsäure eine Neutralisationsreaktion mit Metalloxiden ein, wodurch Calciumstearat und entsprechende Metalloxide entstehen.
Die Schmelzreaktion muss bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck durchgeführt werden. Normalerweise wird die Reaktionstemperatur zwischen 180 und 220 Grad kontrolliert und der Druck auf einem leicht positiven Druck gehalten. Innerhalb dieses Temperaturbereichs ist die Produktionsrate von Calciumstearat schneller und das Auftreten von Nebenreaktionen kann vermieden werden. Durch die Kontrolle der Reaktionszeit und der Rührgeschwindigkeit können Produktqualität und Ausbeute weiter beeinflusst werden.
Wenn das Material im Reaktionskessel eine gleichmäßige Farbe aufweist und keine Blasen mehr entstehen, gilt die Reaktion als abgeschlossen. Schalten Sie zu diesem Zeitpunkt das Heizgerät aus und lassen Sie das Material auf natürliche Weise abkühlen. Nachdem das Material auf Raumtemperatur abgekühlt ist, entfernen Sie es und zerkleinern Sie es zu Pulver mit der erforderlichen Partikelgröße. Calciumstearat-Produkte werden durch Schritte wie Sieben, Waschen und Trocknen gewonnen.
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