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普通轻质碳酸钙是怎样进行表面改性活化的

时间 : 2022-11-01 浏览量 : 566


目前轻质碳酸钙的生产方法主要是石灰石煅烧后碳化法生产碳酸钙。作为化学合成法获得的产物,其原始粒径很小,表面能很高,处于热力学不稳定状态,容易聚集成团簇,从而影响实际使用效果。。

此外,由于碳酸钙是亲水性惰性粉末,表面上没有与聚合物结合的活性基团,因此,必须进行相应的表面活性处理,以降低表面能,增加表面活性基团,改善与聚合物界面的润湿性和与高分子的相互作用,而活化指数的高低直接影响聚合物的物理性能。。

因此,碳酸钙的分散和改性效果直接影响其使用价值和应用领域。。轻质碳酸钙的分散改性技术是碳酸钙工业发展的关键技术,其地位甚至超过了碳酸钙本身的生产工艺。。

1、轻质碳酸钙湿法改性。

湿法活化是将活化剂加入到溶剂(如水)中,搅拌其中的碳酸钙涂覆表面,最后将其干燥,这一般在轻质碳酸钙或纳米碳酸钙的生产中完成。。

经过湿法改性后,碳酸钙粒子的表面能降低,即使是经过过滤和干燥后形成的二次粒子。仅形成结合力较弱的软团聚体,有效避免了干法改性中由于化学键氧桥的形成而导致的硬团聚现象。。

该方法是一种传统的碳酸钙表面处理方法,适用于水溶性表面活性剂,该方法的优点是涂层均匀,产品质量高。有些表面处理剂不溶于水或在水中易分解。使用其他有机试剂的成本和安全性也受到关注。。

(1)(1)硬脂酸盐。

硬脂酸(盐)是碳酸钙改性常用的表面处理剂之一,属于阴离子表面活性剂。为亲油性基团,故与聚合物粘结剂有良好的相容性,另一端为水溶性极性基团如羧基,可与碳酸钙等无机填料表面进行物理化学吸附。。

硬脂酸(盐)改性碳酸钙的具体反应机理是在碱性条件下,RO OH与Ca2反应生成脂肪酸钙沉淀物,将其包覆在碳酸钙表面,使颗粒的表面性质由亲水变为疏水性。。

(2)磷酸盐和缩合磷酸。

磷酸盐等脂肪酸(酯)用于碳酸钙的表面改性,是利用特殊结构的聚磷酸盐(ADDP)经碳酸钙表面修饰后,使碳酸钙颗粒表面具有疏水亲脂性,在油中的平均团聚粒径减小。改性碳酸钙填充PVC塑料体系,可显著提高PVC塑料的加工性能和力学性能。。硬脂酸与十二烷基苯磺酸钠混合对轻质碳酸钙进行表面处理,可提高表面改性效果。

(3)季铵盐类。

季铵盐是一种阳离子表面活性剂。其正端可通过静电吸附在碳酸钙表面,另一端可与聚合物交联,实现对碳酸钙的表面改性。

2、轻质碳酸钙的干法改性。

干法改性是将碳酸钙粉末放入高速混合机中,再进入表面改性剂中,在混合机的帮助下和一定的温度下使改性物均匀地吸附在碳酸钙颗粒表面,达到改性效果。。

干法改性工艺的关键技术要求是:快速混合,便于偶联剂均匀涂覆在碳酸钙颗粒表面,适宜的温度有利于反应和吸附,碳酸钙干燥时不含水避免了偶联剂首先与水反应,而不是与碳酸钙表面—OH反应,影响改性效果。。

表面改性剂一般为偶联剂,该偶联剂对碳酸钙进行表面改质,是利用偶联剂末端的基团能与碳酸钙表面反应,形成了较强的化学键,偶联剂的另一端能与有机高分子发生某种化学反应或机械缠绕,使两种性质相差很大的材料碳酸钙和有机聚合物紧密结合。。目前市场上的偶联剂主要有钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂,硼酸酯偶联剂和磷酸酯偶联剂等。。

干法改性工艺简单,生产设备投资和生产成本低,出料后可直接进行包装。但与湿法相比,活化程度不佳,单一粒径的碳酸钙颗粒难以均匀表面包覆。因此,干法活化工艺目前适用于填料级碳酸钙的改性,功能性纳米碳酸钙的使用还有待进一步完善。。