PHẤN VIẾT BẢNG

Cacbonat canxi được sử dụng rộng rãi trong vai trò của chất kéo duỗi trong các loại sơn, cụ thể là trong sơn nhũ tương xỉn trong đó thông thường khoảng 30% khối lượng sơn là đá phấn hay đá hoa.

Cacbonat canxi cũng được sử dụng rộng rãi làm chất độn trong chất dẻo. Một vài ví dụ điển hình bao gồm khoảng 15 – 20% đá phấn trong ống dẫn nước bằng PVC

không hóa dẻo (uPVC), 5 đến 15% đá phấn hay đá hoa tráng stearat trong khung cửa sổ bằng uPVC. Cacbonat canxi mịn là thành phần chủ chốt trong lớp màng vi xốp sử dụng trong tã giấy cho trẻ em và một số màng xây dựng do các lỗ hổng kết nhân xung quanh các hạt cacbonat canxi trong q

uá trình sản xuất màng bằng cách kéo giãn lưỡng trục.

Cacbonat canxi cũng được sử dụng rộng rãi trong một loạt các công việc và các chất kết dính tự chế, chất bịt kín và các chất độn trang trí. Các keo dán ngói bằng gốm thường chứa khoảng 70-80% đá vôi. Các chất độn chống nứt trang trí chứa hàm lượng tương tự của đá hoa hay đolomit. Nó cũng được trộn lẫn với mát tít để lắp các cửa sổ kính biến màu, cũng như chất cản màu để ngăn không cho thủy tinh bị dính vào các ngăn trong lò khi nung các đồ tráng men hay vẽ bằng thuốc màu ở nhiệt độ cao.

Cacbonat canxi cũng được sử dụng rộng rãi trong y tế với vai trò là thuốc bổ sung khẩu phần canxi giá rẻ, chất khử chua và/hoặc chất gắn phốtphat. Nó cũng được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm làm chất nền cho thuốc viên làm từ loại dược phẩm khác.

Cacbonat canxi được biết đến là “chất làm trắng” trong việc tráng men đồ gốm sứ nơi nó được sử dụng làm thành phần chung cho nhiều loại men dưới dạng bột trắng. Khi lớp men có chứa chất này được nung trong lò, chất vôi trắng là vật liệu trợ chảy trong men.

Nó cũng thường được gọi là đá phấn vì nó là thành phần chính của phấn viết bảng. Phấn viết ngày nay có thể hoặc làm từ cacbonat canxi hoặc là thạch cao, sulfat canxi ngậm nước CaSO4·2H2O.

Ở Bắc Mỹ, cacbonat canxi đã bắt đầu thay thế cao lanh trong việc sản xuất giấy bóng. Châu Âu đã thực hiện việc sản xuất giấy kiềm hay sản xuất giấy không axit trong nhiều thập kỷ. Cacbonat có sẵn dưới các dạng: cacbonat canxi ngầm hay cacbonat canxi kết tủa. Loại kết tủa này rất mịn và có kích cỡ hạt khống chế được, có kích thước ở mức đường kính khoảng 2 micron, hữu dụng trong việc làm lớp tráng ngoài của giấy.

Là một phụ gia thực phẩm, nó được sử dụng trong một số sản phẩm sữa đậu nành như một nguồn bổ sung khẩu phần canxi.

Sắp tới năm học mới, sau một thời kỳ nghỉ hè, thầy trò các trường lại tiếp tục sự nghiệp học tập và giảng dạy của mình. Sách, vở, bút, mực chắc chắn là những phương tiện thiết yếu cho học tập chắc không có ai quên mua sắm. Nhưng có một đồ dùng học tập và giảng dạy cũng không kém phần quan trọng đặc biệt đối với các thầy cô và các cháu học sinh nhỏ, đó là viên phấn thì cũng nên biết để lựa chọn cho phù hợp.

Trước đây khi chưa có phấn người ta thường lấy các vật liệu tự nhiên có đặc tính dễ mài mòn và để lại dấu vết trên bề mặt cần vẽ để làm “phấn” Những vật liệu “phấn” nguyên thủy nhất là đất sét, than củi v.v… Những hình vẽ trong một số hang động cổ cho thấy tổ tiên loài người đã biết dùng “phấn” từ lâu. Cách đây không lâu người ta vẫn khai thác các loại đá phấn (một loại đá vôi CaCO3) để làm phấn dùng trong các trường học. Loại vật liệu này được xẻ thành những viên hình hộp chữ nhật nặng đến hàng vài chục gram. Người viết cũng phải có nghệ thuật sao cho lúc nào cũng tạo được một mỏm có diện tích khá bé trên viên phấn để có thể viết được những nét sắc trên bảng. Một viên phấn như vậy có thể sử dụng cả buổi giảng hoặc thậm chí một vài ngày. Về sau này người ta thấy thạch cao (canxi sulfat đihyđrat CaSO4.2H2O) có thể dùng làm phấn rất tốt. Tuy thế người ta ít dùng thạch cao dạng nguyên khai làm phấn mà tiến hành xử lý chế biến để có các loại phấn viên tiện dụng hơn. Đầu tiên thạch cao tự nhiên được khai thác từ mỏ dưới dạng các tảng đá tựa như đá vôi. Đá thạch cao được đem nung trong lò giống như nung vôi nhưng ở đây cấu trúc của canxisulfat không bị phân hủy mà chỉ có phản ứng loại bớt nước kết tinh.

CaSO4. 2H2O  ®   CaSO4. 1/2H2O + 3/2H2

Sản phẩm ra lò là thạch cao nửa nước sẽ được nghiền nhỏ để dùng vào nhiều việc: phụ gia xi măng, vật liệu bó bột trong y tế, làm các khuôn gốm v.v…, và một phần rất nhỏ dùng để làm phấn viết bảng.

Để làm phấn người ta pha thạch cao bột thành dung dịch dạng sữa và đổ khuôn. Phản ứng đóng rắn của thạch cao chính là quá trình hyđrat hóa, tạo liên kết tinh thể đihyđrat. Phản ứng có tỏa nhiều nhiệt và chính là quá trình ngược với quá trình nung thạch cao ở trên. Phấn đổ khuôn theo các hình dạng khác nhau và có thể được trộn thêm bột màu để làm phấn màu.

Các loại “phấn viết thạch cao” và các loại phấn thợ may trước đây được chế tạo theo kiểu như vậy. Ưu điểm của các loại phấn này là dễ gia công, giá thành hạ nhưng nhược điểm của chúng là viên phấn cứng, nếu viết lâu sẽ bị mỏi tay và có nhiều bụi. Có bài hát về những bụi phấn vương trên mái tóc điểm bạc của thầy giáo già nghe sao cảm động và lãng mạn. Nhưng quả thực sự phát thải bụi phấn như vậy chẳng hề lãng mạn chút nào vì nó làm cho những “lái đò” suốt đời “bán cháo phổi” (các thầy cô giáo) càng dễ bị hao tổn sức khỏe thêm. Yêu cầu giảm bụi phấn viết đã kích thích ý tưởng chế tạo các loại “phấn không bụi”. Vậy các sản phẩm được gọi là “phấn không bụi” có thực là không phát sinh bụi không? Viên phấn có các tính năng sử dụng tốt phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

1. Mềm vừa phải (dễ bị mài mòn để lại vết trên bảng) khi sử dụng không cần ấn mạnh gây mỏi tay.

2. Không hoặc ít tạo bụi.

3. Đỡ hao khi sử dụng (tốc độ mài mòn rất ít).

4. Không độc hại.

5. Giá thành chấp nhận được.

Một số yêu cầu này xem ra khá mâu thuẫn nhau nhất là yêu cầu 1 và 2; 1 và 3.

Để giải quyết các mâu thuẫn như trên, các nhà chế tạo phấn đã phải cải tiến kỹ thuật công nghệ và thay đổi nguyên liệu.

– Về nguyên liệu chính:

Người ta thay nguyên liệu thạch cao truyền thống bằng một loại bột nhẹ (CaCO3) phù hợp có độ phủ, độ mịn và độ trắng cao, đảm bảo chỉ cần một lớp rất mỏng đã có thể cho các nét viết rõ rệt. Như vậy về mặt nguyên liệu người ta lại quay về với họ hàng của đá phấn ngày xưa. Dĩ nhiên ngoài CaCO3 một số cơ sở sản xuất vẫn còn pha trộn thêm một số loại chất khác như thạch cao, bột đá phấn và không loại trừ cả một lượng nhỏ TiO2 v.v…để đáp ứng một số yêu cầu cụ thể.

– Về công nghệ

Người ta chuyển từ công nghệ rót khuôn sang công nghệ đúc ép. Nguyên liệu bột được phối trộn với một dung dịch kết dính (keo) hữu cơ đặc biệt đến một độ dẻo cần thiết và gia công viên phấn theo kiểu đúc ép hoặc ép đùn.

– Các phụ gia: Điểm mấu chốt của phấn không bụi chính là các phụ gia có trong thành phần viên phấn. Thực chất “phấn không bụi” không có nghĩa là không phát bụi, bởi vì khi viết, viên phấn phải bị mài mòn (Vỡ cấu trúc tại nơi tiếp xúc) và để lại một lớp vật liệu phấn trên bề mặt bảng. Vấn đề là ở chỗ tại nơi vỡ cấu trúc, các hạt phấn cực nhỏ không tản ra mà co cụm, liên kết ngay với nhau thành các tập hợp lớn hơn, một phần lưu trên bảng thành nét vẽ, còn một phần rời ra dưới dạng các hạt khá lớn ít gây ảnh hưởng bụi cho người viết.

Để có được các tính năng này người ta đã pha vào thành phần vật liệu viên phấn một số hợp chất dạng dầu, mỡ, sáp (chất hóa dẻo OP, mỡ động thực vật v.v…) với hàm lượng rất nhỏ (vài phần nghìn). Dưới đây xin giới thiệu thành phần phối liệu của một loại phấn không bụi..

Phối liệu phấn gồm: bột nhẹ CaCO3, keo kết dính (dung dịch polyvinylalcol PVA) và chất làm mềm (chất hoá dẻo OP hoặc dầu parafin, mỡ động vật).

Bột được trộn cán với keo và chất dẻo hóa. Người ta thêm nước để có được khối phối liệu có độ ẩm phù hợp cho ép khuôn đùn. Thành phần cuối cùng của viên phấn khô sẽ vào cỡ:

– Bột nhẹ 99%

– PVA 1%

– Chất hóa dẻo OP (hoặc dầu mỡ) 0,2 – 0,3%

Các bạn thấy không, viên phấn tuy bé nhỏ đơn giản nhưng cũng có nhiều chuyện để nói đấy chứ!

Sưu tầm

Posted on August 31, 2010, in Ứng dụng, Cacbon-Hợp chất, Chất kỳ lạ-Phản ứng khác thuờng, KL kiềm-kiềm thổ and tagged , , , . Bookmark the permalink. Leave a comment.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: