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Contrôle de la taille, la morphologie et la structure cristalline des particules de carbonate de calcium par les polyélectrolytes

Amane Jada - Institut de Sciences Des Matériaux De Mulhouse

par Salmon Jean-Baptiste - publié le , mis à jour le

Le carbonate de calcium naturel (CCN, production annuelle mondiale de l ??ordre de 3 109 t), ou précipité (CCP, production annuelle mondiale de l ??ordre de 2.5 106 t), est la charge minérale la plus répandue, notamment dans l ??industrie des matières plastiques. Cependant, la qualité et les performances de tous les produits industriels à base de carbonate de calcium, sont contrôlées par la taille, la forme et la charge électrique de la particule minérale. Les méthodes industrielles qui consistent à broyer le CCN, par voie sèche ou par voie humide, suivant la granulométrie recherchée ; ou encore à traiter en surface le CCP, sont onéreuses et ne permettent pas d ??obtenir, à grande échelle, des particules de carbonate de calcium monodisperses avec des textures homogènes. Il est donc indispensable pour lever les verrous technologiques de proposer de nouvelles voies de synthèse, permettant de contrôler la structure, la morphologie et la taille des particules de carbonate de calcium. L ??une des possibilités, consiste à faire précipiter en milieu aqueux, le carbonate de calcium en présence des polyélectrolytes. Les travaux de recherches qui ont été menés dans ce domaine, ont mis l ??accent sur le rôle majeur joué par le polyélectrolyte, dans le contrôle de la taille et la morphologie des cristaux de carbonate de calcium. Ainsi, il a été montré que le polymère a un double rôle, qui consiste, dans une première étape, à bloquer la croissance des nanocristaux et, dans une seconde étape, à organiser leur auto-association pour former différentes morphologies. Les mécanismes d ??action des polyélectrolytes dans la nucléation et la croissance cristalline, le lien entre les conditions de cristallisation, et les structures finales des particules de carbonate de calcium, restent à élucider.

Références :

[1] Surface charges of anionic and cationic polyelectrolytes and their effects on the nucleation and the growth of CaCO3 crystals
A. JADA, A. VERRAES A, A. AUE, C. DUCROQUETZ
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[2] Effect of sodium polyacrylate molecular weight on the crystallogenesis of calcium carbonate
A. JADA, R. AIT AKBOUR, C. JACQUEMET, J.M. SUAU, O. GUERRET
JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, 306, 2007, pp 373-382

[3] Role of polyelectrolytes in crystallogenesis of calcium carbonate
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MACROMOL. SYMP. 2006, 233, pp 147  ??151.

[4] Effects of the solid surface and polyelectrolyte on the two-dimensional organisation of calcium carbonate particles
A. JADA AND H. HAIDARA.
PROGRESS IN COLLOID AND POLYMER SCIENCE, VOLUME 128 / 2004. pp 212-215.

[5] Preparation and microelectrophoresis characterisation of calcium carbonate particles in the presence of anionic polyelectrolyte
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COLLOID AND SURFACES V 219, Issues 1-3, 19 June 2003, pp 7-15

[6] Effects of polymeric additives on the morphology and the structure of calcium carbonate material
A. JADA
SOLID MECHANICS AND ITS APPLICATIONS, Volume : 114, 2004, pp : 421-428

[7] Smooth and Rough Spherical Calcium Carbonate Particles
A. JADA, AND E. PEFFERKORN.
JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE LETTERS, Volume 19, Issue 23, (2000), pp 2077-2079