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關于超細碳酸鈣表面包覆改性的步驟

發(fā)布時間:2022-11-15 20:26:44   281人關注

常用的碳酸鈣表面改性方法,采用表面改性劑對超細碳酸鈣進行表面包覆改性,改性劑中的親油基團可以牢固地與高分子聚合物結合,而改性劑中的親水基團則與碳酸鈣顆粒表面相互結合。這樣可以降低碳酸鈣與基質(zhì)材料之間的界面能,從而碳酸鈣和聚合物這兩種相容性較差的材料通過表面包覆改性劑這一“分子橋”緊密地結合在一起,有利于大幅改善復合材料的整體性能。

超細碳酸鈣表面包覆改性應注意的幾點問題:

  (1)改性工藝

  目前工業(yè)上應用的表面改性工藝主要有干法工藝、濕法工藝、復合工藝三大類。

  干法改性是將碳酸鈣***放入高速捏合機中,旋轉(zhuǎn)后升至一定的溫度,加入表面處理劑進行捏合處理。此方法簡單易行,適用于各種偶聯(lián)劑的表面處理。目前,工業(yè)上得到廣泛應用的主要是SLG型連續(xù)表面改性機。 

  濕法改性是將先活化劑加入到溶劑中,或直接加入到碳酸鈣的懸浮液中進行處理。此方法表面處理劑與碳酸鈣粒子相互作用,包裹均勻,效果較好,是傳統(tǒng)的碳酸鈣表面處理方法。一般適用于可水溶或可水解的***表面改性劑以及濕法制粉(包括濕法機械超細粉碎和化學制粉)需要干燥的場合,如沉淀碳酸鈣(特別是納米碳酸鈣)、濕法細磨重質(zhì)碳酸鈣。

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 ?。?)表面改性劑的種類及用量

  重質(zhì)碳酸鈣的表面包覆改性劑一般采用低分子量和具有雙親結構的***化合物,如硬脂酸等。表面改性過程如果是化學包覆,則應優(yōu)先考慮表面改性劑與C a2+的結合并生成各種鈣鹽沉淀問題,如硬脂酸鈣、磷酸鈣、鈦酸酯鈣、鋁酸酯鈣等。

  表面改性過程如果是物理包覆,則優(yōu)先考慮表面改性劑與Ca2+的靜電吸附,如陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑,而不是陽離子表面活性劑。

  一般隨著改性劑用量增加,表面***物包覆量逐漸增大,改性效果逐漸增強,使得碳酸鈣由親水性表面轉(zhuǎn)化為親油性表面。當用量達到一定值時,碳酸鈣表面剛好包覆一層***物,改性效果***好,從而沉降體積***小。當改性劑用量超過此值,隨著改性劑用量增大,改性劑之間相互作用反而影響了改性效果,沉降體積反而增大。因此,在實際生產(chǎn)中,改性劑用量不宜過多,否則會適得其反。

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 ?。?)改性時間和溫度

  要實現(xiàn)超細碳酸鈣的均勻包覆改性,需要適當延長改性時間,提高改性溫度,但不可過高,應綜合考慮改性效果和能耗問題。

  如肖艷杰等采用硬脂酸改性輕質(zhì)碳酸鈣的***佳工藝為:改性溫度為85℃,硬脂酸的用量為干基碳酸鈣的2.5%,皂化硬脂酸的***的量為硬脂酸的10%,改性反應55-60min,可得到活化率99%以上,吸油量小于45mL/100g的的活性碳酸鈣。

  總之,超細碳酸鈣的活化改性實際上就是選擇特定的表面活性劑,對碳酸鈣顆粒表面進行包覆處理,使之成為功能填充材料,表面活性劑的種類和改性工藝將直接影響表面改性效果。對普通填料級的碳酸鈣一般可采用干法或濕法表面改性處理工藝,對超細級、納米級以及***型碳酸鈣則需要采用濕法改性處理工藝。



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