Biến đổi bề mặt của nano canxi cacbonat

Canxi cacbonat nano là một loại vật liệu bột rắn siêu mịn mới được phát triển vào những năm 1980, và kích thước hạt của nó là từ 0,01 đến 0,1 μm. Chính do độ siêu mịn của các hạt nano canxi cacbonat đã tạo ra những đặc điểm mà canxi cacbonat thông thường không có được nên nano canxi cacbonat được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau.

Nano canxi cacbonat có lịch sử phát triển hơn 50 năm và được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực.

Vì nano canxi cacbonat có đặc điểm là năng lượng bề mặt lớn, khả năng phân tán thấp và bề mặt ưa nước, nó phân tán không hoàn toàn trong môi trường hữu cơ và nano canxi cacbonat không thể được sử dụng trực tiếp trong môi trường hữu cơ.

Mục đích của sửa đổi canxi cacbonat nano là giảm sự gắn kết giữa các hạt và cải thiện khả năng phân tán của nó; cải thiện hoạt động bề mặt; cải thiện khả năng tương thích với các chất khác; cải thiện khả năng kháng axit; điều chế canxi cacbonat nano với các hình dạng tinh thể cụ thể để sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Các phương pháp điều chỉnh của nano canxi cacbonat thường chủ yếu áp dụng phản ứng ghép và ghép nối, tức là kết nối một số nhóm hữu cơ nhất định (chẳng hạn như nhóm cacboxyl, v.v.), chất kết nối, chất hoạt động bề mặt, v.v. trên bề mặt của nano canxi cacbonat. Các chất điều chỉnh thường được sử dụng bao gồm chất hoạt động bề mặt, polyme và chất kết nối.

Chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt hấp thụ hoặc phản ứng hóa học trên bề mặt của các hạt canxi cacbonat để tạo thành một lớp cấu trúc ưa béo, có khả năng tương thích tốt với chất độn và nhựa, và làm giảm đáng kể độ nhớt của polyme. Các chất hoạt động bề mặt thường được sử dụng là axit béo (muối), axit nhựa, lignin và chất hoạt động bề mặt anion / cation.

Polymer

Polyme điều chỉnh bề mặt của nano canxi cacbonat, có thể phủ lên bề mặt của nano canxi cacbonat để tạo thành một lớp phủ hoàn chỉnh và dày đặc, cải thiện khả năng phân tán và tăng khả năng chống axit. Các polyme thường được sử dụng bao gồm axit acrylic, muối và terpolyme.

Chất gắn kết

Một phần của các nhóm trong phân tử tác nhân kết nối phản ứng với các nhóm chức để tạo thành liên kết hóa học mạnh, và phần khác của các nhóm có thể trải qua các phản ứng hóa học hoặc vướng víu vật lý. Với sự trợ giúp của lớp đơn lớp “bắc cầu”, các khoáng chất và sinh vật có thể được kết hợp với nhau. Các vật liệu rất khác nhau được kết hợp chắc chắn. Các tác nhân ghép nối thường được sử dụng được phân loại thành loạt organosilicon, loạt titan, loạt nhôm, loạt crom, v.v. theo yếu tố cốt lõi của chúng. Các tác nhân ghép nối thường được sử dụng nhất là các tác nhân ghép nối titanate và các organosilanes.

Phương pháp sửa đổi bề mặt

• Phương pháp điều chỉnh phản ứng hóa học cục bộ

Phương pháp sửa đổi phản ứng hóa học cục bộ chủ yếu sử dụng phản ứng hóa học giữa các nhóm chức trên bề mặt của nano canxi cacbonat và chất xử lý để đạt được mục đích điều chỉnh. Quy trình cụ thể được chia thành hai loại: phương pháp khô và phương pháp ướt.

Phương pháp khô là đưa bột canxi cacbonat nano vào chất điều chỉnh, sau đó đưa vào chất điều chỉnh bề mặt để xử lý bề mặt sau khi chạy. Biến tính khô rất đơn giản và dễ dàng, đóng gói trực tiếp, dễ vận chuyển, nhưng bột thu được không đồng nhất, thích hợp với các chất nối như titanat.

Sửa đổi ướt là thêm trực tiếp chất điều chỉnh vào dung dịch canxi cacbonat nano để xử lý biến đổi bề mặt. Hiệu quả biến tính của biến tính ướt là tốt, nhưng quá trình phức tạp và vận chuyển không thuận tiện, vì vậy nó thích hợp cho các chất hoạt động bề mặt tan trong nước.

• Phương pháp sửa đổi năng lượng cao

Phương pháp điều chỉnh năng lượng cao là phương pháp xử lý bề mặt chất độn bằng phương pháp xử lý plasma hoặc chiếu xạ. Công nghệ phức tạp, tốn kém, năng lực sản xuất thấp, hiệu quả biến đổi không ổn định nên ít được sử dụng trong công nghiệp.

• Phương pháp cơ học

Phương pháp cơ học hiệu quả hơn đối với canxi cacbonat có các hạt lớn. Nó có thể làm tăng các điểm hoạt động và các nhóm hoạt động trên bề mặt của canxi cacbonat nanomet, và tăng cường tác dụng của các chất điều chỉnh bề mặt hữu cơ.

Từ xu hướng phát triển trong những năm gần đây, chúng tôi đưa ra một dự đoán đơn giản về xu hướng thị trường nano canxi cacbonat trong tương lai: từ thực trạng vài năm trở lại đây, nano canxi cacbonat đang có xu hướng ngày càng phát triển và trong tương lai sẽ ở mức 20%. Tiếp tục tăng trưởng. Quy mô của thị trường cũng sẽ tiếp tục được mở rộng, và những tiềm năng tiềm ẩn của thị trường sẽ tiếp tục được khai phá.

Nguồn bài viết: China Powder Network