• 分類：行業(yè)新聞
• 作者：
• 來源：
• 發(fā)布時間：2023-07-17
• 訪問量：0

【概要描述】納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型超細(xì)固體粉末材料，其粒度介于0.01~0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)。

由于納米碳酸鈣顆粒表面的親水疏油性以及高表面能特性導(dǎo)致其極易團(tuán)聚，使得納米碳酸鈣在塑料等有機(jī)基體中分散不均，從而影響其在塑料等有機(jī)基體的應(yīng)用效果。因此，納米碳酸鈣作為填充改性材料用于塑料等有機(jī)基體前，須進(jìn)行表面改性，以提高其應(yīng)用效果。







表面性方法

一、干法改性





干法改性是指在干燥的環(huán)境下，將改性劑與納米碳酸鈣粉體進(jìn)行高速混合，在機(jī)械力的作用下，改性劑形成一層薄層均勻地包覆在納米碳酸鈣顆粒表面，改性納米碳酸鈣不用經(jīng)后期處理便可直接使用。常用的表面改性劑為偶聯(lián)劑，借助偶聯(lián)劑在納米碳酸鈣表面與有機(jī)高分子材料之間形成分子橋，從而使它們的相容性得到極大改善；此外使用偶聯(lián)劑還可增大填料的用量，改善體系的流變性能。

干法表面改性的特點是工藝簡單，配方可靈活掌握；將碳酸鈣表面處理與下游工序串聯(lián)起來，生產(chǎn)效率高，且成本低、易于運輸，但是卻存在著改性不均勻，改性效果差且對改性設(shè)備要求高，較難達(dá)成產(chǎn)業(yè)化等缺陷。

干法表面改性的注意事項：要有快速的攪拌，以使偶聯(lián)劑快速包覆于每一粒碳酸鈣顆粒；改性溫度要適宜，以利于包覆反應(yīng)的進(jìn)行；羥基的來源問題，如果碳酸鈣中水分含量較高，則偶聯(lián)劑將先與水反應(yīng)，而不是與碳酸鈣表面的羥基反應(yīng)，這就無法達(dá)到表面改性的目的。因此，必須保證快速分布、適宜溫度和不含水分這3個基本條件，才能發(fā)揮出偶聯(lián)劑的作用。

二、濕法改性

濕法改性是于一定溫度下，在納米碳酸鈣懸浮液中加入水溶性改性劑進(jìn)行水浴加熱攪拌改性，使之充分接觸混合均勻，再經(jīng)洗滌、干燥、烘干得到改性納米碳酸鈣。

利用碳酸鈣在液相中比在氣相中更易分散、且加入分散劑后分散效果更好的特點，使碳酸鈣顆粒與表面改性劑分子的作用更均勻。

碳酸鈣顆粒經(jīng)濕法改性處理后，其表面能降低，即使經(jīng)壓濾、干燥后形成二次粒子，也僅形成結(jié)合力較弱的軟團(tuán)聚，有效地避免了干法改性中因化學(xué)鍵氧橋的生成而導(dǎo)致的硬團(tuán)聚現(xiàn)象。濕法改性工藝比干法改性工藝更加復(fù)雜，表面改性劑的用量也稍多，但在質(zhì)量方面卻具有明顯的優(yōu)勢。

三、原位表面改性

原位表面改性是指將納米碳酸鈣制備及其表面改性兩個步驟在原位同步完成。即在化學(xué)法合成溶液體系中加入表面改性劑，在納米顆粒形成之前引入改性劑，在納米碳酸鈣顆粒長大的過程中，提供充足作用力抑制其生長，同時也能起到防止顆粒團(tuán)聚的作用，最終獲得改性納米碳酸鈣。原位表面改性能有效的改善粒子團(tuán)聚問題，同時改性劑作為有機(jī)物質(zhì)不僅改變納米碳酸鈣的表面性能而且對納米碳酸鈣的成核與生長起到調(diào)控作用。

四、納米碳酸鈣表面改性新技術(shù)

1.母料填料改性

母料填料是一種新型填料，通過將一定比例的樹脂母料、碳酸鈣及表面活性劑混合，制得母粒填料的同時對碳酸鈣進(jìn)行表面改性。根據(jù)所用基體樹脂的不同，常見的母料填料主要有聚乙烯蠟碳酸鈣母粒、無規(guī)則聚丙烯碳酸鈣母粒(APP母料)和樹脂碳酸鈣母粒填料等。

2.高能表面改性

利用等離子體或高能射線(如X射線、γ射線等)進(jìn)行改性的一種方法。等離子體對CaCO3粉體的表面改性主要是利用等離子體聚合技術(shù)，首先使單體活化產(chǎn)生氣相自由基，然后吸附在固體表面成為表面自由基，進(jìn)而與等離子體或氣相原始單體發(fā)生聚合反應(yīng)，在碳酸鈣表面形成聚合物薄膜，達(dá)到改性。