(中國粉體技術網/三水)碳酸鈣晶須的尺寸小,比表面積大,表面原子占據相當大的比例,原子配位不足和高的表面能,使得這些表面原子具有很高的活性,極其不穩定,容易團聚在一起,形成帶有若干連接界面的并且尺寸較大的團聚體;從熱力學角度來看,這是由于晶須粒子間范德華力和庫侖力的作用結果。使用改性劑對碳酸鈣晶須進行改性后,可以有效地降低晶須的表面能,提高晶須的分散性,所以必須對碳酸鈣晶須進行表面改性,以降低表面能,減小碳酸鈣顆粒間的附聚力,改進它在基體中的分散性和分散穩定性,降低兩相間的界面張力,提高與基料之間的結合力,從而改善復合材料的性能。
碳酸鈣的表面改性是通過物理或化學方法將表面處理劑吸附或反應在碳酸鈣的表面,形成包膜,使其表面活化,從而改善碳酸鈣的表面性能。目前對碳酸鈣晶須的改性研究很少,大部分還是參考輕質和重質碳酸鈣的表面改性方法,國外內對此都進行了大量的研究,常用的改性處理方法有:(1)聚合物包覆處理;(2)偶聯劑處理(鈦酸酯、鋁酸酯、磷酸酯、硅烷偶聯劑);(3)表面活性劑處理(陰離子型、陽離子型、非離子型);(4)無機物處理(聚磷酸、氫氧化鋁等)。
東北大學李麗匣等采用幾種改性劑(硬脂酸、硬質酸鈉、十八酸鋅、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸、鈦酸酯、鋁酸酯、硅烷、聚丙烯酰胺等)對碳酸鈣晶須進行了表面改性試驗,結果表明硬脂酸鈉對碳酸鈣晶須的改性效果顯著,以硬脂酸鈉為改性劑,考察了改性劑用量、改性時間、改性溫度、初始料漿質量分數、攪拌速度、烘干溫度等因素對碳酸鈣晶須表面改性的影響,選擇活化指數及接觸角對碳酸鈣晶須的改性效果進行表征, 硬脂酸鈉改性碳酸鈣晶須的最佳試驗條件是:改性劑用量3%,初始料漿質量分數8%,改性溫度80℃,改性時間20min,攪拌轉速1500r/min,烘干溫度100℃,烘干時間3h,改性產品的活化指數為100%,接觸角為146.66°。碳酸鈣晶須改性前后的IR檢測分析表明,硬脂酸鈉改性碳酸鈣晶須過程中,在硬脂酸鈉與碳酸鈣晶須間存在化學吸附。
遼寧石油化工大學張詠梅等采用KH-570對碳酸鈣晶須進行表面改性,通過測定活化度與沉降體積,確定了實驗的最優化條件。實驗結果表明,當初始料漿質量分數為10%、反應溫度為80℃、偶聯劑的質量分數為2.5%、改性時間為1.5h時,碳酸鈣晶須的表面改性效果最好。 |