Kaoliniet

Kaolien of chinaklei bestaat uit het aluminium-fylosilicaat kaoliniet; Al2Si2O5(OH)4.

De commerciële waarde van kaolien ligt in de witheid en de fijne deeltjesgrootte. De morfologie van kaolien is een plaatjesstructuur. Deze structuur zorgt voor een hoge opaciteit. Het pigment is zacht en niet-abrasief en het is chemisch inert.

Kaolien is verkrijgbaar in kwaliteiten die tot 94% zuiver zijn. Kaolien wordt gebruikt in de papierindustrie, bij het vervaardigen van porselein en als "performance chemikalie".

In de papierindustrie wordt ongeveer de helft gebruikt als vulstof, wat het papier goedkoper maakt en de bedrukbaarheid verbetert. De andere helft wordt gebruikt als pigment in de coating op het papier. Kaolien verbetert dan de witheid, gladheid, glans en de inktcapaciteit.

In de keramische industrie is de functie van kaolien het geven van witheid aan het keramiek.

Fylosilicaat

Een fylosilicaat is een silicaat waarbij de silica tetraeders volgens een platige structuur gerangschikt zijn. Tussen twee vlakken met silica tetraeders heerst een zwakke binding tussen vrije zuurstofatomen. Door deze structuur splijten fylosilicaten heel makkelijk.

Voorbeelden van fylosilicaten zijn mica's als muscoviet en biotiet en kleimineralen.

Nesosilicaat -- Inosilicaat -- Sorosilicaat -- Cyclosilicaat -- Tectosilicaat -- Fylosilicaat

Categorie: Fylosilicaat

Witheid

De witheid is een belangrijke eigenschap, bijvoorbeeld voor papier.

Het beoordelen van de witheid verschilt niet van een kleurbeoordeling. Voor de beoordeling is een lichtbron nodig. Het object dat beoordeeld wordt, absorbeert en reflecteert het licht van de lichtbron. Uiteindelijk neemt het oog het gereflecteerde licht waar. In de hersenen wordt de informatie van het oog omgezet in een kleur- of witheidswaarneming.

De beste beoordeling is de reflectiecurve in het spectrum van 400 nm tot 700 nm. Maximale reflectie bij een bepaalde golflengte is 100%, behalve wanneer een opwitter gebruikt wordt. Hierbij wordt onzichtbaar ultraviolet licht omgezet in zichtbaar blauw licht, waardoor de reflectie van het licht boven de 100% uit kan komen.

Witheid is niet alleen met een getal te bepalen. Wit kan nog een blauwe, rode of gele tint hebben. Deze tint is ook belangrijk voor het gevoel van witheid.

Om de witheid te bepalen zijn er verschillende formules ontwikkeld. De lichtbron en de waarnemingshoek worden vastgelegd.

Pigment

Een pigment is een stof die een kleur geeft.

In tegenstelling tot kleurstofen hechten pigmenten zich als regel slecht aan het te kleuren object, er is meestal een bindmiddel nodig. Ook worden pigmenten als regel niet opgelost zoals kleurstoffen, maar gedispergeerd. Pigmenten blijven dan bestaan als kleine korrels. De korrelgrootte bepaalt daarbij ook nog deels de kleur.

Pigmenten komen van nature voor in de cellen van planten of dieren. Bijna alle cellen aan het oppervlak van een mens bevatten pigment, zoals de huid, ogen en vooral ook het haar. Mensen of dieren die geen pigment bevatten worden albino genoemd.

Voor het kleuren van verf, drukinkt, make-up, kunststoffen, en veel andere materialen worden pigmenten gebruikt. In de meeste gevallen is een pigment een niet in water oplosbaar poeder. Er bestaan zowel natuurlijke als synthetische pigmenten. Natuurlijke pigmenten kunnen een organische oorsprong hebben, maar worden ook vaak gewonnen als mineraal. Om geschikt te zijn als pigment voor de genoemde toepassingen, moet het een stabiele verbinding zijn die niet door bindmiddelen of andere pigmenten wordt aangetast. Evenmin mag het pigment oxideren onder invloed van de zuurstof in de lucht. Tenslotte moet de kleur lichtecht zijn, en niet onder invloed van zonlicht verbleken. De meeste pigmenten hebben wel enige beperkingen, het ideale pigment bestaat niet, zeker niet in alle kleuren.

Pigmenten ontlenen hun kleurwerking aan de absorptie van bepaalde golflengtes van het zichtbare licht. Een pigment dat alle golflengten absorbeert heeft een zwarte kleur, een pigment dat alle golflengten reflecteert is wit. Een pigment dat vooral rode, oranje en gele golflengtes absorbeert, zal een groenblauwe kleur vertonen. Het pigment vertoont dus de kleur van het licht dat erop reflecteert.

Vulstof

Een vulstof wordt in het fabricageproces aan een materiaal toegevoegd om de eigenschappen ervan te verbeteren of het eindproduct goedkoper te maken. Vulstoffen worden in vele takken van de industrie toegepast, bijvoorbeeld in kunststoffen, papier, coatings, verven en lakken en keramiek.

In medicijnen worden vulstoffen toegepast als hulpstof om tabletten een betere structuur te geven maar ook om kleine hoeveelheden werkzame stof genoeg volume te geven om ze zorgvuldig te kunnen doseren. In light-producten (voeding) vervangen vulstoffen ingrediënten met een hoge voedingswaarde. Zo wordt de combinatie water-emulgator toegepast om diëetmargarine de juiste consistentie te geven terwijl de hoeveelheid vet radicaal kan worden verminderd.

In de papierindustrie wordt vulstof gebruikt om de eigenschappen van papier te verbeteren. Bovendien zijn vulstoffen goedkoper dan celstof, zodat het papier goedkoper gemaakt kan worden, wanneer het de papiermaker lukt om meer vulstoffen in het papier te binden. De meeste vulstoffen voor papier zijn van minerale oorsprong. Vulstoffen zorgen ervoor dat de bedrukbaarheid en schrijfbaarheid verbeterd worden. Ook verhoogt een vulstof de opaciteit (dat is het tegenovergestelde van doorzichtigheid).

De retentie van vulstoffen in papier is belangrijk. Van nature zal een vulstof zich niet makkelijk aan een papiervezel binden. Daarom worden voor de binding in het papier een retentiemiddel gebruikt. Er zijn verschillende retentiemiddelen, vroeger werd bijvoorbeeld aluin gebruikt. Tegenwoordig is een veel gebruikt retentiemiddel gebaseerd op polyacrylamide. Het retentiemiddel vormt een soort brug tussen de vulstof en de vezel. Met een retentiemiddel kan het vulstofgehalte van papier aanmerkelijk verhoogd worden.

Vulstoffen kunnen op 2 manieren worden geproduceerd.

Rubber

Rubber is een koolwaterstof polymeer dat voorkomt als een emulsie in het sap van een aantal plantensoorten (dit sap is bekend als latex), zoals Braziliaanse rubberboom, Indische rubberboom (Ficus elastica), Euphorbia's (Manihot glaziovii), paardenbloem o.a. Taraxacum kok-saghyz, Parthenium argentatum, Funtumia elastica, Landolphia spp. en Cryptostegia spp.. De naam komt van het Engelstalige werkwoord voor wrijven (to rub).

Natuurlijk rubber wordt doorgaans geproduceerd uit latex, gewonnen uit de Braziliaanse rubberboom. Ongeveer 33% van dit sap bestaat uit rubber. De latex wordt vervolgens gefiltreerd en verdund met water. Het resultaat hiervan wordt met zuur behandeld om de rubberdeeltjes te doen stollen. Het resultaat hiervan, ook rubber genoemd, wordt tot dunne plakken gerold en gedroogd.

Voor het synthetisch produceren van rubber is polymerisatie vereist, een proces dat ook gebruikt wordt in de productie van plastics. Voorbeelden van synthetische rubbers zijn chloropreen rubbers, butadien rubbers en butyl rubbers.

In 1770 ontdekte de chemicus Joseph Priestley per ongeluk dat rubber potloodstrepen kon verwijderen. Rubber werd vanaf dat moment vooral in kleine stukjes verkocht als vlakgom en het materiaal werd rubber genoemd, naar het Engelstalige werkwoord voor wrijven (to rub).

Rubber wordt al heel lang verzameld en gebruikt in het natuurlijk verspreidingsgebied van rubber bevattende planten, zoals de Braziliaanse rubberboom. De Meso-Amerikaanse beschavingen wonnen de rubber meestal van de Castilla elastica. Zij gebruikten rubberen ballen voor een balspel. Ook zijn pre-Columbiaanse rubberen ballen gevonden. Deze vondsten dateren van 1600 v. Chr. Volgens Bernal Díaz del Castillo waren de Spaanse veroveraars zo verbaasd over de stuiterende rubberen ballen dat zij dachten dat deze waren behekst. De Maya's maakten een tijdelijke rubberen schoen door hun voeten in een latexmengsel te dopen. Rubber werd daarnaast gebruikt voor constructie-doeleinden, zoals bindmateriaal om stenen en metalen werktuigen aan houten handvatten vast te maken.

Veldspaat

Veldspaat is de naam voor een groep van gesteentevormende mineralen die naar schatting 60% van de aardkorst vormen. Het zijn aluminium-tectosilicaten; silicaten waarbij de silica tetraeders in een driedimensionaal patroon gerangschikt zijn.

Er zijn drie typen veldspaat:

Ook de isomorfe mengsels van deze drie verbindingen behoren tot de veldspaat groep. Gewoonlijk worden de veldspaten onderverdeeld in de:

De twee reeksen vormen zogenaamde vaste oplossingen. Bij de plagioklazen hebben de intermediaire veldspaten een naam afhankelijk van de samenstelling.

De kristallografie van de veldspaten varieert sterk met de samenstelling en is vrij complex. De symmetrie varieert van monoklien tot triklien. Algemeen komen meerdere systemen van splijting voor, ook bestaan er hoge en lage temperatuursvormen.

Mica

Mica of glimmer is de naam voor een grote groep mineralen.

Het zijn allen fylosilicaten met de algemene formule (AB2-3X,Si)4O10(O,F,OH)2:

Mica's vormen een belangrijk gesteentevormend onderdeel van felsische vulkanische gesteenten, zoals graniet en rhyoliet. Muscoviet en biotiet zijn daarin de belangrijkste mica's. In metamorfe gesteenten, groenschisten bijvoorbeeld, komt ook chloriet voor. Bij erosie van deze gesteenten worden de mica's gestransporteerd en verweren ze vrij gemakkelijk tot kleimineralen.

Mica's komen vrij veel voor en in vele verschillende samenstellingen. De meest voorkomende mica's zijn:

Mica is vuurvast en doorschijnend. Daarom werd het vroeger vooral voor de plaatjes van kachelvensters gebruikt. Tegenwoordig wordt het gebruikt in condensatoren, als isolerend materiaal en als resonant diafragma in sommige akoestische apparaten. De meeste mica wordt gebruikt in de Verenigde Staten en wordt met name geïmporteerd uit India en Brazilië. Synthetische mica wordt voornamelijk geproduceerd in de Verenigde Staten en China.