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纳米级碳酸钙表面改性的处理

编辑:石家庄市新秀林化工有限公司时间:2022-04-24

  纳米级碳酸钙应用于有机介质中主要存在两个问题:一是颗粒的化学活性极大,易团聚,从而影响其使用效果;二是纳米级碳酸钙表面呈强极性,在高聚物内分散不均,与高聚物的亲和性也不好,从而使两材料界面出现缺点导致材料性能下降,并且填充量越多这些缺点越明显。

  因此,纳米级碳酸钙需要进行表面改性处理。

  表面改性机理是什么?

  DLVO理论认为颗粒的团聚与分散是粒子间的分子吸引力与双电层静电排斥力综合作用的结果。当分子吸引力小于静电排斥力时,要想使颗粒互相靠近需借助外力,静电排斥力超过一定值时,外力也不起作用;当分子吸引力大于静电排斥力时,颗粒彼此互相靠近,直至形成聚团。

  改性剂定向吸附在纳米级碳酸钙表面,形成稳定的吸附层,同种电荷的作用使颗粒之间互相排斥,提高其分散性、润湿性和稳定性;另一方面可以提高它的亲和性,改善它的界面相容性,增强制备的复合材料的性能。

  表面改性方法有哪些?

  (1)局部化学反应改性:

  先加入处理剂(偶联剂、有机物、无机物等),然后纳米级碳酸钙表面官能团与它发生化学反应达到改性目的的一种方法。

  局部化学反应改性工艺主要有干法和湿法两种。干法是在改性剂中依次加入纳米级碳酸钙粉末和表面改性剂,进行表面改性。干法适合于用偶联剂进行表面改性,操作简单,生产成本低,并且出料后可直接包装、运输,但是与湿法相比其表面均匀性不好,而且由于受国内偶联剂开发应用技术的限制,对它的实际应用造成了一定的影响。湿法是通过在纳米级碳酸钙溶液中加入改性剂进行表面改性。

  (2)表面包覆改性:

  纳米级碳酸钙颗粒与包覆物两者通过范德华力或物理方法连接起来的一种改性方法。

  (3)母料填料改性:

  母料填料是一种新型填料,通过将一定比例的树脂母料、碳酸钙及表面活性剂混合,制得母粒填料的同时对碳酸钙进行表面改性。根据所用基体树脂的不同,常见的母料填料主要有聚乙烯蜡碳酸钙母粒、无规则聚丙烯碳酸钙母粒(APP母料)和树脂碳酸钙母粒填料等。

  (4)高能表面改性:

  利用等离子体或高能射线(如X射线、γ射线等)进行改性的一种方法。等离子体对CaCO3粉体的表面改性主要是利用等离子体聚合技术,首先使单体活化产生气相自由基,然后吸附在固体表面成为表面自由基,进而与等离子体或气相原始单体发生聚合反应,在碳酸钙表面形成聚合物薄膜,达到改性。

  (5)机械化学改性

  首先通过机械力激活粒子表面,使其表面晶体结构发生改变,晶格移动,从而使它与无机物或有机物的反应活性增强来达到改性的目的的一种方法。


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