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Bariumsulfat

Bariumsulfat ist eine in Wasser schwer lösliche Verbindung und kommt als Pigment in Farben und Lacken zum Einsatz. Als Kontrastmittel wird es in der Medizin bei Röntgenaufnahmen eingesetzt. Hierzu wird von den Patienten eine milchige Suspension eingenommen.

Chemische Formel
BaSO4
CAS-Nummer
7727-43-7

Merkmale

Molares Gewicht
233.38 g/mol
Schmelzpunkt
1,580°C
Siedepunkt
1,600°C
Dichte
4.49 g/cm³
Formulare
Weiß, Kristallin

Verwendungszwecke und Anwendungen

Wichtige Anwendungen

  • Kunststoffe und Polymere
  • Kleb- und Dichtstoffe
  • Öl und Gas
  • Zellstoff und Papier
  • Textilbehandlung
  • Schmierstoffe
  • Bau- und Konstruktionsprodukte
  • Farben und Lacke
  • Gummi
  • Bodenbeläge

Branchen

Bariumsulfat

Bariumsulfat (BaSO4) ist das Barium-Salz der Schwefelsäure. In der Natur kommt es in Form des Minerals Baryt, auch Schwerspat genannt, vor. Der Stoff konnte ebenfalls in einigen Algen und Wimperntierchen nachgewiesen werden. Der Name ergibt sich aus der griechischen Bezeichnung "barýs" für "schwer".
Bariumsulfat wird hauptsächlich durch den Abbau des Minerals Baryt, überwiegend in China und Indien, gewonnen. Jährlich werden mehrere Millionen Tonnen gefördert. Bariumsulfat wird in verschiedenen Industrien genutzt.

Eigenschaften

Bariumsulfat ist ein weißes, kristallines Pulver, das sich nicht in Wasser, Säuren und Laugen lösen lässt. Aufgrund seiner schweren Löslichkeit ist das Mineral im Gegensatz zu allen anderen Bariumverbindungen kein Gefahrstoff.
Bariumsulfat kann durch die Reaktion von Bariumverbindungen wie Bariumchlorid mit Schwefelsäure oder Natriumsulfat ebenfalls synthetisch produziert werden. Der synthetische Prozess ist für bestimmte Anwendungsbereiche relevant, da er eine hohe Reinheit sowie die Kontrolle über die Partikelgröße und -form des Bariumsulfats ermöglicht.
Spreading wet mortar before applying tiles on bathroom floor. GettyImages-155146971.jpg

Bariumsulfat in der Bauindustrie

Bariumsulfat wird in der Bauindustrie häufig zur Herstellung von Schwerbeton sowie spezieller Bodenbeläge und Fliesen verwendet. Die Baumaterialien werden in Strahlenschutzwänden und -böden medizinischer Einrichtungen wie Krankenhäuser und Kliniken, insbesondere in Röntgen- und Strahlentherapieabteilungen, verbaut.
Die hohe Dichte von Bariumsulfat erhöht deren Dichte und reduziert so die Strahlenbelastung in angrenzenden Räumen. Auch in Kernkraftwerken und anderen nuklearen Einrichtungen werden Baumaterialien mit Bariumsulfat als Strahlenschutzmaterial genutzt.

Bariumsulfat in der Polymerindustrie

Bariumsulfat wird in Polymerverbindungen als kostengünstiger Füllstoff verwendet, um mechanische Eigenschaften wie (Oberflächen-) Härte, Dichte und Abriebfestigkeit zu verbessern. Auch die Wärmeleitfähigkeit und die Flammschutzeigenschaften der Kunststoffe werden durch den Zusatz von Bariumsulfat optimiert.

Bariumsulfat in der Farb- und Lackindustrie

Bariumsulfat wird in der Farb- und Lackindustrie unter verschiedenen Namen (Barytweiß, Blanc fixe, Malerweiß, Puppenweiß) als Weißpigment genutzt. Es wird ebenfalls zur Produktion von Deckweiß verwendet. Aufgrund seiner hohen Lichtstreuungseigenschaften verleiht Bariumsulfat Farben und Beschichtungen eine hohe Helligkeit und Deckkraft.

Bariumsulfat in der Schmierstoffindustrie

In der Schmierstoffindustrie fungiert Bariumsulfat als Verdickungsmittel für Schmierfette, um deren Konsistenz anzupassen und die Viskosität zu erhöhen. So wird die Stabilität des Fettes verbessert und seine Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen optimiert.
White color roll of paper. Abstract composition of three industrial rolls of paper conjuntion.Detail on the blades. Smooth circular shapes composition.

Bariumsulfat in der Zellstoff- und Papierindustrie

Bariumsulfat trägt wesentlich zur Qualität und Leistungsfähigkeit von Zellstoff- und Papierprodukten bei. Es wird als Füllstoff in der Papierherstellung verwendet, um die Dichte, das Gewicht und die Dicke des Papiers zu erhöhen.
Zudem trägt es zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Papiers bei, wie zum Beispiel der Glätte und der Oberflächenbeschaffenheit. Dies ist besonders relevant für Papiere, die für Hochgeschwindigkeitsdruckverfahren verwendet werden, da es die Reibung reduziert und eine gleichmäßigere Tintenverteilung ermöglicht.
Durch die Verwendung von Bariumsulfat wird ebenfalls die Druckfähigkeit des Papiers im Standardverfahren optimiert. Es erhöht die Opazität (Lichtundurchlässigkeit) und Helligkeit sowie den Weißgrad des Papiers, was zu schärferen und klareren Druckbildern sowie zu einer verbesserten Farbwiedergabe beim Druck führt.

Bariumsulfat in der Pharmaindustrie

In der Pharmaindustrie wird Bariumsulfat in der medizinischen Bildgebung als Röntgenkontrastmittel in Form einer milchigen Suspension oral von Patienten aufgenommen, um insbesondere den Verlauf des Magen-Darm-Trakts bei einer Röntgenuntersuchung oder einer Computertomographie zu kontrastieren. Seine Undurchlässigkeit für Röntgenstrahlen ermöglicht klare und kontrastreiche Bilder.

Bariumsulfat in der Textilindustrie

Bariumsulfat fungiert in der Textilindustrie als Weißmacher und Füllstoff, der die Festigkeit und Dichte sowie das Gewicht von Textilfasern erhöht. Als Mattierungsmittel reduziert Bariumsulfat den Glanz und erzeugt matte oder satinierte Oberflächen.
Der Stoff wird des Weiteren in Beschichtungen für Textilien verwendet, um die Abriebfestigkeit und Haltbarkeit zu verbessern. Er glättet zudem die Oberflächenstruktur des Endprodukts und wird ebenfalls im Textildruck eingesetzt.

Bariumsulfat in der Reinigungsindustrie

Bariumsulfat dient in der Reinigungsindustrie aufgrund seiner hohen Härte und Abrasivität als Scheuermittel. Die genannten chemischen Eigenschaften ermöglichen die Entfernung hartnäckiger Ablagerungen, ohne die Oberfläche selbst zu stark zu beschädigen.
Als Füllstoff erhöht es das Volumen, die Dichte und das Gewicht von Reinigungsprodukten, um deren Textur zu verbessern. Bariumsulfat wird ebenfalls als Verdickungsmittel in Reinigungscremes und -pasten eingesetzt, wo es die Viskosität des Produkts kontrolliert und so eine gleichmäßige Verteilung beim Auftragen des Reinigungsmittels auf Oberflächen sicherstellt.

Bariumsulfat in der Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie wird Bariumsulfat in erster Linie als Trennmittel und Zusatzstoff verwendet. In Pulvern und Trockenmischungen verhindert es ein Verklumpen und verbessert die Fließfähigkeit. Ebenso dient es als Träger für Lebensmittelfarbstoffe und sichert eine gleichmäßige Verteilung im Endprodukt.

Weitere Einsatzgebiete von Bariumsulfat

  • Bariumsulfat wird in der Glas- und Keramikindustrie verwendet, um Härte, Dichte und chemische Beständigkeit der Endprodukte zu optimieren.
  • In der Kleb- und Dichtstoffindustrie wird Bariumsulfat häufig als Füllstoff eingesetzt, um die Volumenkosten zu senken, die Viskosität zu kontrollieren und die mechanischen Eigenschaften von Kleb- und Dichtstoffen zu verbessern. Es erhöht die Dichte und kann die Festigkeit und Härte der Endprodukte optimieren.
  • Als Füllstoff verbessert Bariumsulfat die mechanischen Eigenschaften von Gummi und Kautschuk. Es erhöht Dichte und Festigkeit und somit Haltbarkeit und Abriebfestigkeit der Endprodukte.
  • Bariumsulfat spielt eine bedeutende Rolle in der Erdöl- und Erdgasindustrie, insbesondere bei Bohr- und Förderprozessen. Die Erdöl- und Erdgas-Industrie benötigt die höchste Menge des weltweit genutzten Bariumsulfats für Bohrspülschlämme. Der Stoff erhöht die Dichte des Bohrschlamms, sodass der hydrostatische Druck kontrolliert und das Eindringen von Formationsflüssigkeiten verhindert werden kann. Ein höherer Druck stabilisiert zudem das Bohrloch und verhindert das Zusammenbrechen der Wände.