Canxi cacbonat nhẹ được tạo ra bằng phương pháp xử lý hóa học. Vì thể tích lắng của nó (2,4-2,8mL / g) lớn hơn thể tích lắng (1,1-1,9mL / g) của canxi cacbonat nặng được sản xuất bằng phương pháp cơ học. Công thức hóa học của nó là CaCO₃, phản ứng với tất cả các axit mạnh tạo thành muối canxi tương ứng (như canxi clorua CaCl₂), đồng thời thải ra khí cacbonic. Ở nhiệt độ (25 ℃), tích nồng độ của canxi cacbonat nhẹ trong nước là 8,7 / 1029 và độ tan là 0,0014; giá trị pH của dung dịch nước canxi cacbonat nhẹ là 9,5 đến 10,2; giá trị PH của dung dịch nước canxi cacbonat nhẹ bão hòa không khí 8,0-8,6; Canxi cacbonat nhẹ không độc, không mùi, không gây kích ứng, thường có màu trắng, tỷ trọng tương đối 2,7-2,9; thể tích lắng trên 2,5ml / g, và diện tích bề mặt riêng khoảng 5㎡ / g.

Đặc điểm của canxi cacbonat

Bột màu trắng hoặc tinh thể không màu, không mùi, không vị. Nó bị phân hủy thành canxi oxit và carbon dioxide ở 82,5 ℃. Tan trong axit loãng và thải ra khí cacbonic, không tan trong rượu. Có hai loại tinh thể, một là aragonit hình thoi và loại kia là canxit lục giác hình thoi. Canxit gây khó chịu.

a.) Các hạt có hình dạng đều đặn và có thể được coi là bột đơn phân tán, nhưng chúng có thể có nhiều hình dạng khác nhau, chẳng hạn như trục xoay, hình lập phương, hình kim, chuỗi, hình cầu, vảy và cột hình tứ giác. Những hình dạng khác nhau của canxi cacbonat có thể được điều chế bằng cách kiểm soát các điều kiện phản ứng.

b.) Kích thước hạt phân bố hẹp.

c.) Kích thước hạt nhỏ, kích thước hạt trung bình nói chung là 1-3μm. Để xác định kích thước hạt trung bình của canxi cacbonat nhẹ, kích thước hạt trục ngắn trong kích thước hạt ba trục có thể được sử dụng làm kích thước hạt đại diện, và sau đó kích thước hạt trung bình làm kích thước hạt trung bình. Ngoài mô tả sau đây, kích thước hạt trung bình đề cập đến kích thước hạt trục nhỏ trung bình.

Canxi cacbonat nhẹ có kích thước hạt nhỏ và năng lượng bề mặt cao. Lực liên phân tử, tương tác tĩnh điện, liên kết hydro, cầu oxy,… khiến các hạt canxi cacbonat dễ kết tụ, hoặc là chất độn sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng thực tế; Ngoài ra, bề mặt của canxi cacbonat có tính ưa nước mạnh -OH, có tính kiềm, là một loại bột ưa nước, phân tán không đồng đều trong polyme cao. Do đó, bề mặt của nó phải được sửa đổi trong ứng dụng để giảm năng lượng bề mặt, tăng các nhóm hoạt động bề mặt, và cải thiện tính thấm ướt của bề mặt với polyme và tương tác với polyme.

Các tính chất vật lý của polyme bị ảnh hưởng bởi mức độ hoạt hóa, và mức độ hoạt hóa không chỉ liên quan đến chất điều chỉnh, mà điểm mấu chốt là liệu các hạt canxi cacbonat có thực sự phân tán hay không. Do đó, mức độ phân tán của canxi cacbonat và chất lượng của hiệu ứng biến tính ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị sử dụng và các lĩnh vực ứng dụng của nó.

Giới thiệu tóm tắt về sự biến đổi bề mặt canxi cacbonat

Phương pháp biến tính bề mặt của canxi cacbonat chủ yếu là phủ hóa học, bổ sung bằng cơ học; các chất điều chỉnh bề mặt được sử dụng bao gồm axit stearic (muối), chất kết nối titanate, chất kết nối aluminat, chất kết nối muối axit aluminat zirconium và polypropylene atactic, sáp polyethylene, v.v.

Quá trình biến đổi bề mặt liên tục của canxi cacbonat

Việc sửa đổi bề mặt nên được thực hiện với sự trợ giúp của thiết bị. Thiết bị biến đổi bề mặt thường được sử dụng là máy biến đổi bề mặt dạng bột liên tục loại SLG, máy trộn gia nhiệt tốc độ cao, máy nghiền xoáy và máy biến đổi tầng sôi.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả biến đổi bề mặt của canxi cacbonat là: sự đa dạng, liều lượng và cách sử dụng chất điều chỉnh bề mặt (công thức chất điều chỉnh bề mặt); nhiệt độ biến đổi bề mặt và thời gian lưu trú (quá trình biến đổi bề mặt); sự biến đổi bề mặt của các tác nhân và mức độ phân tán của vật liệu, … Trong số đó, mức độ phân tán của chất biến tính bề mặt và vật liệu chủ yếu phụ thuộc vào các nhà máy biến tính bề mặt.

1. Thuốc thử và quy trình biến tính ướt thường được sử dụng

Kích hoạt ướt là thêm chất hoạt hóa vào dung môi (chẳng hạn như nước), khuấy canxi cacbonat trong đó để phủ bề mặt, và cuối cùng làm khô. Điều này thường được thực hiện trong các nhà sản xuất canxi cacbonat nhẹ hoặc canxi cacbonat nano.

Năng lượng bề mặt của các hạt canxi cacbonat bị giảm sau khi xử lý biến đổi ướt. Ngay cả khi các hạt thứ cấp được hình thành sau quá trình lọc và làm khô bằng áp suất, thì chỉ các kết tụ mềm với lực liên kết yếu mới được hình thành, điều này có tác dụng tránh các cầu oxy liên kết hóa học gây ra kết tụ cứng trong quá trình biến tính khô. Phương pháp này là phương pháp xử lý bề mặt canxi cacbonat truyền thống, phương pháp này phù hợp với các chất hoạt động bề mặt hòa tan trong nước. Ưu điểm của phương pháp này là độ phủ đồng đều và chất lượng sản xuất cao. Tuy nhiên, nhiệt độ và điều kiện nhất định cần được kiểm soát để làm khô. Một số chất xử lý bề mặt không tan trong nước hoặc dễ bị phân hủy trong nước. Việc sử dụng các chất hữu cơ khác có vấn đề về chi phí và an toàn.

(1) Chất hoạt động bề mặt axit stearic (muối)

Chất hoạt động bề mặt axit stearic (muối) là một trong những chất xử lý bề mặt thường được sử dụng để điều chỉnh canxi cacbonat. Nó thuộc về chất hoạt động bề mặt anion. Cấu trúc của một nhóm alkyl mạch dài ở một đầu của phân tử tương tự như cấu trúc của polyme. Nó là một nhóm ưa béo, vì vậy nó khác với vật liệu cơ bản cao phân tử có khả năng tương thích tốt, và đầu kia là nhóm phân cực tan trong nước, chẳng hạn như nhóm cacboxyl, có thể hấp phụ vật lý và hóa học trên bề mặt của chất độn vô cơ như như canxi cacbonat.

Cơ chế phản ứng cụ thể của axit stearic (muối) canxi cacbonat biến tính là ở điều kiện kiềm, ROOH- phản ứng với Ca2 + và các thành phần khác để tạo thành kết tủa canxi axit béo, được phủ trên bề mặt của canxi cacbonat, do đó các tính chất bề mặt của các hạt bị thay đổi ái lực Nước trở nên ưa béo.

Yue Linhai và nhóm của ông đã báo cáo sử dụng dung dịch xà phòng hóa natri stearat làm môi trường để điều chế canxi cacbonat tổng hợp bằng cách đồng kết tủa. Jin Ruidi và nhóm của ông đã nghiên cứu sự biến đổi tại chỗ của canxi cacbonat bằng natri stearat. Với sự có mặt của chất điều chỉnh, canxi cacbonat biến tính được điều chế từ canxi hydroxit thông qua quá trình cacbon hóa, cho thấy rằng tính kỵ nước là do sự kết hợp của natri stearat ở dạng liên kết ion. Trên bề mặt của canxi cacbonat, canxi stearat không hòa tan được hình thành.

(2) Chất hoạt động bề mặt photphat và axit photphoric ngưng tụ

Phốt phát và các axit béo khác (este) được sử dụng để biến đổi bề mặt của canxi cacbonat. Sau khi biến tính bề mặt của canxi cacbonat được thực hiện bằng polyphotphat (ADDP) với cấu trúc đặc biệt, bề mặt của các hạt canxi cacbonat có tính chất kỵ nước và ưa béo. Kích thước hạt kết tụ được giảm xuống, và canxi cacbonat biến tính được lấp đầy trong hệ thống nhựa PVC để cải thiện đáng kể quá trình xử lý và tính chất cơ học của nhựa. Sử dụng hỗn hợp axit stearic và natri dodecylbenzen sulfonat để xử lý bề mặt của canxi cacbonat nhẹ có thể cải thiện hiệu quả của việc sửa đổi bề mặt.

(3) Chất hoạt động bề mặt muối amoni bậc bốn

Muối amoni bậc bốn là một chất hoạt động bề mặt cation. Đầu tích điện dương của nó được hấp phụ tĩnh điện trên bề mặt của canxi cacbonat, và đầu kia có thể được liên kết chéo với các polyme để thay đổi bề mặt của canxi cacbonat.

Zhang Zhihong và những người khác đã sử dụng một loại chất hoạt động bề mặt cation mới Cetyl dimethyl allyl amoni clorua (CDAAC) để biến đổi canxi cacbonat một cách hữu cơ, và sản phẩm biến tính được sử dụng làm chất độn cao su và đạt được kết quả tốt.

2. Các tác nhân và quy trình biến tính khô thường được sử dụng

Quá trình sửa đổi khô là đưa bột canxi cacbonat vào máy trộn tốc độ cao, sau đó đưa vào chất điều chỉnh bề mặt. Với sự trợ giúp của máy trộn và một nhiệt độ nhất định, chất điều chỉnh có thể được hấp phụ đồng nhất trên bề mặt của các hạt canxi cacbonat để đạt được hiệu quả sửa đổi.

Các yêu cầu kỹ thuật chính của quá trình biến tính khô là: trộn nhanh để tạo điều kiện phủ đồng đều chất kết nối trên bề mặt của các hạt canxi cacbonat, nhiệt độ thích hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng và hấp phụ, và làm khô canxi cacbonat mà không bị ẩm. để tránh tác nhân kết hợp Phản ứng với nước trước, không với -OH trên bề mặt của canxi cacbonat, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng biến tính.

Chất điều chỉnh bề mặt nói chung là một tác nhân ghép nối. Chất kết nối làm thay đổi bề mặt của canxi cacbonat. Nhóm ở một đầu của chất kết nối có thể phản ứng với bề mặt của canxi cacbonat để tạo thành một liên kết hóa học mạnh. Tác nhân nối đầu kia của polyme có thể trải qua một phản ứng hóa học hoặc vướng cơ học nhất định với polyme hữu cơ, do đó kết hợp chặt chẽ hai vật liệu có tính chất cực kỳ khác nhau, canxi cacbonat và polyme hữu cơ. Hiện nay, các chất nối trên thị trường chủ yếu bao gồm chất nối titanate, chất nối aluminat, chất nối borat và chất nối phốt phát.

(1) Tác nhân khớp nối Titanate

Được thể hiện là quy trình sửa đổi lớp phủ bề mặt khô với chất kết nối titanate. Thiết bị sửa đổi là một máy trộn gia nhiệt tốc độ cao.

Để cải thiện tính đồng nhất của tương tác giữa chất nối titanat và canxi cacbonat, người ta thường sử dụng các dung môi trơ như parafin lỏng (dầu trắng), ete dầu hỏa, dầu biến thế, etanol tuyệt đối, v.v … để hòa tan và pha loãng.

Lượng tác nhân nối titanat phụ thuộc vào kích thước hạt và diện tích bề mặt riêng của canxi cacbonat, nói chung là 0,5% -3,0%. Nhiệt độ làm khô của canxi cacbonat phải càng thấp càng tốt dưới điểm chớp cháy của chất kết nối, thường là 100-120 ° C. Chất kết nối titanate và dung môi trơ được trộn và thêm vào máy trộn tốc độ cao dưới dạng phun hoặc bổ sung từng giọt, có thể phân tán tốt hơn và trộn với các hạt canxi cacbonat để phủ hóa chất bề mặt.

Nếu sử dụng thiết bị biến đổi bề mặt liên tục, chẳng hạn như thiết bị điều chỉnh bề mặt dạng bột liên tục SLG, thì không cần thiết phải pha loãng trước chất kết nối titanat với dung môi.

Canxi cacbonat được xử lý bằng chất nối titanat có khả năng tương thích tốt với các phân tử polyme. Đồng thời, do chất nối titanat có thể tạo thành cầu nối phân tử giữa các phân tử canxi cacbonat và các phân tử polyme, nó tăng cường sự tương tác giữa các polyme hữu cơ hoặc nhựa và canxi cacbonat, và có thể cải thiện đáng kể vật liệu composite nhựa nhiệt dẻo, v.v. Tính chất cơ học, chẳng hạn như độ bền va đập, độ bền kéo, độ bền uốn và độ giãn dài.

So với chất độn canxi cacbonat không được xử lý hoặc canxi cacbonat axit stearic (muối) được xử lý, các đặc tính của canxi cacbonat biến tính phủ bề mặt tác nhân nối titanat đã được cải thiện đáng kể.

(2) Chất kết nối nhôm

Các chất kết nối nhôm đã được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý bề mặt của canxi cacbonat và chế biến các sản phẩm nhựa đầy, chẳng hạn như PVC, PP, PE và masterbatch chất độn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng canxi cacbonat nhẹ được xử lý bằng aluminat có thể làm giảm đáng kể độ nhớt của hệ hỗn hợp canxi cacbonat / parafin lỏng, cho thấy canxi cacbonat biến tính có khả năng phân tán tốt trong môi trường hữu cơ.

Ngoài ra, canxi cacbonat hoạt hóa sau khi sửa đổi bề mặt có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của hệ thống hỗn hợp CaCO3 / PP (polypropylene), chẳng hạn như độ bền va đập và độ dẻo dai.

(3) Sửa đổi khớp nối phức hợp

Hệ thống ghép nối hỗn hợp canxi cacbonat dựa trên tác nhân ghép nối canxi cacbonat, kết hợp với các chất xử lý bề mặt khác, chất liên kết chéo và chất điều chỉnh xử lý để xử lý kỹ thuật toàn diện bề mặt canxi cacbonat.

Tác nhân ghép nối và các tác nhân phụ trợ khác nhau trong hệ thống ghép nối hỗn hợp được mô tả như sau:

Tác nhân ghép Titanate.

Axit stearic. Hiệu quả của việc xử lý canxi cacbonat với axit stearic đơn thuần là không khả quan. Chỉ sử dụng chất kết nối để xử lý canxi cacbonat có chi phí cao hơn. Kết hợp axit stearic và chất nối titanate có thể nhận được hiệu quả hiệp đồng tốt hơn. Việc bổ sung axit stearic về cơ bản không ảnh hưởng đến tác dụng liên kết của chất nối. Đồng thời, nó cũng có thể giảm lượng tác nhân ghép nối và giảm chi phí sản xuất.

Tác nhân liên kết chéo bismaleimide. Trong hệ thống chất kết hợp composite, việc sử dụng chất liên kết ngang có thể làm cho chất độn vô cơ và nhựa nền kết hợp chặt chẽ với nhau thông qua công nghệ liên kết ngang, và cải thiện hơn nữa các tính chất cơ học của vật liệu composite. Điều này khó đạt được với xử lý bề mặt “Bai Yanhua” hoặc chất kết nối titanate đơn giản.

Chất điều chỉnh chế biến nhựa-80, vv Các chất điều chỉnh chế biến khác nhau chủ yếu là các hợp chất polyme. Các chất điều chỉnh chế biến có thể cải thiện đáng kể tính lưu động nóng chảy, tính chất biến dạng nhiệt và độ bóng của bề mặt sản phẩm của nhựa.

Để phủ lên bề mặt của tất cả các hạt canxi cacbonat một lớp phân tử tác nhân kết nối, phương pháp phun hoặc nhỏ giọt có thể được thay đổi thành nhúng nhũ tương, sau đó được lọc, làm khô, nghiền và nhào trộn với chất liên kết ngang và các chất phụ gia khác ở tốc độ cao ( Trộn), phân tán đều.

Tóm lại, các thành phần chính của hệ thống ghép nối hỗn hợp canxi cacbonat là canxi cacbonat và chất ghép nối titanat. Tác nhân nối titanate đóng một vai trò quan trọng. Trên cơ sở này, việc bổ sung các chất liên kết chéo, chất hoạt động bề mặt, chất điều chỉnh chế biến, v.v … có thể nâng cao hơn nữa hoạt tính bề mặt của chất độn canxi cacbonat, tăng lượng chất độn và cải thiện hiệu suất của vật liệu composite.

Chất độn canxi cacbonat sau khi sửa đổi khớp nối hợp chất là dạng bột màu trắng có mật độ 2,7-2,8g / cm3, giá trị pH từ 7-8 và có đặc tính kỵ nước tốt.

Canxi cacbonat được xử lý bằng chất kết nối (bao gồm canxi cacbonat nhẹ và canxi cacbonat nặng), ngoài việc được sử dụng làm chất độn chức năng polyvinyl clorua cứng, nó còn được sử dụng rộng rãi làm chất độn và chất màu cho chất kết dính, mực in, chất phủ, v.v.

4. Sửa đổi polyme

Biến tính bề mặt của canxi cacbonat bằng polyme có thể cải thiện tính ổn định của canxi cacbonat trong pha hữu cơ hoặc vô cơ (hệ thống). Các polyme này bao gồm các oligomer, polyme cao và polyme hòa tan trong nước, chẳng hạn như polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polymaleic acid, polyacrylic acid, alkoxy styrene-Polyme của axit styrene sulfonic, polypropylene, polyethylene, v.v.

Quá trình phủ canxi cacbonat biến tính trên bề mặt polyme có thể được chia thành hai loại. Polyme được hòa tan trong một dung môi thích hợp, và sau đó canxi cacbonat được biến tính bề mặt. Khi polyme dần dần bị hấp phụ trên bề mặt của các hạt canxi cacbonat, dung môi được loại bỏ để tạo thành một lớp phủ. Các polyme này được hấp phụ trên bề mặt của các hạt canxi cacbonat để tạo thành một lớp hấp phụ vật lý và hóa học, có thể ngăn chặn các hạt canxi cacbonat kết tụ, cải thiện khả năng phân tán và làm cho canxi cacbonat có độ ổn định phân tán tốt hơn trong các ứng dụng.

Chất làm đầy lô chính là một loại chất độn nhựa mới. Phương pháp là trộn chất độn và hạt nhựa tổng hợp theo một tỷ lệ nhất định, thêm một số chất hoạt động bề mặt, đi qua quá trình trộn cắt cao, ép đùn và tạo viên để tạo thành chất độn tổng hợp. Loại phụ gia trộn chủ này có khả năng phân tán tốt, lực liên kết mạnh với nhựa, tan chảy đồng đều, lượng bổ sung cao, độ mòn cơ học thấp và ứng dụng thuận tiện. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong dây đai, túi dệt, các sản phẩm rỗng polyetylen (đường ống, thùng chứa, v.v.), màng, v.v. Theo các loại nhựa ma trận khác nhau, chất độn masterbatch thường được sử dụng chủ yếu bao gồm tấm tổng thể cacbonat canxi cacbonat atactic (APP masterbatch ), hỗn hợp chính canxi cacbonat sáp polyetylen và chất độn tổng hợp canxi cacbonat polyetylen.

APP masterbatch được làm bằng canxi cacbonat và polypropylene ngẫu nhiên làm nguyên liệu thô cơ bản, được pha chế theo tỷ lệ nhất định và được sản xuất thông qua quá trình nấu chảy nội bộ, tinh chế mở và tạo hạt. Canxi cacbonat phải trải qua quá trình xử lý hoạt hóa bề mặt trước khi kết hợp với polypropylene ngẫu nhiên. Tỷ lệ polypropylene atactic và canxi cacbonat hoạt hóa nói chung là 1: 3-1: 10. Để cải thiện tính chất xử lý và đúc khuôn của polypropylene atactic, một phần của polypropylene isotactic hoặc một phần của polyethylene thường được thêm vào trong quá trình đúc. Tỷ lệ polypropylene atactic và canxi cacbonat hoạt tính xác định mức độ phủ bề mặt của các hạt canxi cacbonat, điều này cuối cùng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của APP masterbatch.

Trong hệ thống lô chính APP, các hạt canxi cacbonat được bao phủ bởi polypropylene atactic, tức là, các hạt canxi cacbonat được phân tán đồng đều trong vật liệu cơ bản polypropylene ngẫu nhiên. Giả sử rằng các hạt canxi cacbonat là các hạt hình cầu hoặc lập phương tiêu chuẩn với chiều dài hoặc đường kính các cạnh tương ứng là 10μm, 50μm và 100μm, tỷ lệ khối lượng của polypropylene và canxi cacbonat ngẫu nhiên có thể được sử dụng để tính toán bề mặt của mỗi hạt canxi cacbonat được phủ bằng ngẫu nhiên poly độ dày tưởng tượng trung bình của acrylic. Về lý thuyết, càng nhiều canxi cacbonat lấp đầy càng tốt, nghĩa là, độ dày tưởng tượng càng nhỏ thì càng tốt. Nhưng độ dày thực tế phụ thuộc vào thiết bị quy trình và điều kiện hoạt động.

Sử dụng sáp polyetylen hoặc polyetylen thay vì polypropylen ngẫu nhiên làm vật liệu cơ bản và hợp chất làm đầy canxi cacbonat hoạt tính có thể chuẩn bị chất độn lô chính bằng sáp polyetylen canxi cacbonat và chất độn lô chính bằng polyetylen canxi cacbonat.

5. Sửa đổi plasma và bức xạ

Sử dụng hệ thống plasma phóng điện phát sáng kết hợp cảm ứng và sử dụng hỗn hợp argon (Ar) và propylene độ tinh khiết cao (C3H6) làm khí xử lý plasma để điều chỉnh bột canxi cacbonat nặng (1250 mesh) bằng plasma nhiệt độ thấp. Kết quả cho thấy chất độn Ar- Canxi cacbonat được xử lý bằng khí hỗn hợp C3H6 có khả năng kết dính bề mặt tốt với polypropylene (PP). Điều này là do có một lớp hữu cơ không phân cực trên bề mặt của các hạt canxi cacbonat biến tính, làm giảm độ phân cực của bề mặt các hạt canxi cacbonat và cải thiện khả năng tương thích và ái lực với polypropylene (PP).

6. Biến đổi bề mặt vô cơ

Axit photphoric đặc (axit methosphoric hoặc axit pyrophosphoric) được sử dụng để sửa đổi bề mặt của bột cacbonat canxi, có thể khắc phục được nhược điểm là khả năng chịu axit kém và độ pH bề mặt cao của bột canxi cacbonat. Độ pH của sản phẩm biến tính là 5,0-8,0 (thấp hơn 1,0-5,0 so với trước khi xử lý bề mặt), nó hầu như không hòa tan trong các axit yếu như axit axetic, và có khả năng kháng axit tốt hơn.

Ngoài ra, kẽm sunfat và thủy tinh nước được thêm vào trong quá trình cacbon hóa cacbonat canxi để sửa đổi bề mặt. Khi sản phẩm tạo thành được áp dụng cho cao su styren butadien, độ bền kéo dài và độ bền xé của nó có thể được cải thiện.

Quá trình biến tính khô đơn giản, đầu tư vào thiết bị sản xuất và chi phí sản xuất thấp, có thể đóng gói trực tiếp sau khi xuất xưởng. Tuy nhiên, so với phương pháp ướt thì mức độ hoạt hóa không tốt, khó đồng nhất kích thước hạt sơ cấp của các hạt canxi cacbonat. Do đó, quy trình hoạt hóa khô hiện thích hợp cho việc xử lý biến tính canxi cacbonat cấp chất độn, và nó cần được cải thiện hơn nữa đối với canxi cacbonat nano chức năng.

3. Đánh giá tác dụng biến tính của canxi cacbonat

Việc đánh giá ảnh hưởng của canxi cacbonat biến tính có thể được chia thành hai loại: phương pháp trực tiếp và phương pháp gián tiếp. Phương pháp gián tiếp là kết hợp chất độn canxi cacbonat biến tính với hệ thống ứng dụng để xác định hiệu suất ứng dụng của hệ thống ứng dụng. Phương pháp trực tiếp đề cập đến việc xác định các tính chất vật lý và hóa học bề mặt của canxi cacbonat biến tính, chẳng hạn như mức độ hoạt hóa, diện tích bề mặt cụ thể, giá trị hấp thụ dầu, lượng phủ, cấu trúc bề mặt và hình thái.

(1) Mức độ kích hoạt

Chất độn vô cơ nói chung có tỷ trọng tương đối cao và có bề mặt ưa nước, lắng tự nhiên trong nước, trong khi bề mặt của chất độn vô cơ được xử lý bằng phương pháp biến đổi bề mặt chuyển từ ưa nước sang kỵ nước. Loại hạt mịn kỵ nước này nổi trong nước mà không bị chìm do sức căng bề mặt rất lớn. Theo hiện tượng này, người ta đề xuất khái niệm mức độ hoạt hóa, được biểu thị bằng ω.

ω = trọng lượng của phần nổi trong mẫu (g) ​​/ tổng trọng lượng của mẫu (g)
Quá trình thay đổi của ω từ 0-100% phản ánh mức độ hoạt hóa bề mặt của canxi cacbonat biến tính từ nhỏ đến lớn.

Phương pháp thử như sau, cân khoảng 5g mẫu, chính xác đến 0,01g, thêm 200ml nước vào phễu chiết 250ml, lắc qua lắc lại trong 1 min với tốc độ 120 lần / phút, đặt nhẹ lên giá phễu. và để yên trong 20-30 phút, sau khi phân tầng rõ ràng, cho canxi cacbonat chìm vào chén cát thủy tinh có khối lượng không đổi (chính xác đến 0,001g) ở 105 ± 5 ℃ trong một thời gian, hút và lọc nước, và cho vào hộp sấy ở nhiệt độ không đổi, sấy đến khối lượng không đổi ở 105 ± 5 ℃, chính xác đến 0,001g.

(2) Diện tích bề mặt cụ thể

Ngoài việc cải thiện hoạt tính, quá trình sửa đổi bề mặt cũng có thể ngăn chặn hiệu quả sự kết tụ thứ cấp. Các hạt canxi cacbonat nano không biến tính dễ tạo ra kết tụ cứng và diện tích bề mặt cụ thể nhỏ. Sau khi sửa đổi bề mặt, sự kết tụ của các hạt canxi cacbonat được cải thiện đáng kể, và diện tích bề mặt cụ thể được tăng lên đáng kể. Diện tích bề mặt riêng càng lớn thì khả năng phân tán và mức độ phân tán của các hạt càng tốt. Điều này là do bề mặt của các hạt canxi cacbonat nano biến tính được phủ một lớp chất điều chỉnh, và năng lượng bề mặt được giảm xuống, làm cho các hạt ở trạng thái ổn định. Ngay cả khi một số hạt được kết tụ với nhau, sự kết tụ lẫn nhau của chúng là sự kết tụ mềm, dễ mở hơn.

(3) Giá trị hấp thụ dầu

Giá trị hấp thụ dầu liên quan đến kích thước, độ phân tán, mức độ tập hợp, diện tích bề mặt cụ thể và tính chất bề mặt của các hạt canxi cacbonat. Giá trị hấp thụ dầu là một tính chất quan trọng ảnh hưởng đến ứng dụng thực tế của canxi cacbonat biến tính, đặc biệt đối với các ngành công nghiệp sơn phủ, chất dẻo và mực in. Nếu giá trị hấp thụ dầu lớn, độ nhớt sẽ tăng khi sử dụng trong ngành sơn và mực in, và tiêu thụ chất hóa dẻo sẽ tăng lên khi sử dụng trong ngành nhựa, do đó giá trị hấp thụ dầu sẽ thấp.