一文了解碳酸鈣的改性研究
2024-03-19
碳酸鈣是一種多功能的填充材料，因其原料易得、價(jià)格親民、穩定性強、色澤純凈及無(wú)毒等特性，在塑料、橡膠、造紙、油墨、建材和電線(xiàn)電纜等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應用。然而，由于其無(wú)機粉體的本質(zhì)，碳酸鈣粒子表面親水疏油，極性強烈，使其在有機介質(zhì)中難以均勻分散，與基材的結合力也較弱，容易受到外力沖擊導致界面缺陷和材料性能下降。
納米級碳酸鈣粉末的問(wèn)題在于其高表面能，增強了吸附作用，導致粒子團聚，難以在聚合物基體中均勻分散，從而影響其實(shí)際使用效果。因此，為了實(shí)現碳酸鈣的高性能和實(shí)際應用，必須對其進(jìn)行改性處理。
通過(guò)對碳酸鈣粉體表面進(jìn)行改性，我們可以增加其顆粒間的斥力，降低顆粒間的引力，從而改善其分散性。此外，改性還能提高碳酸鈣顆粒的表面活性，增強其與其他物質(zhì)的相容性，賦予其新的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，以及新的功能。這不僅可以提高材料的性能和填充量，降低原料成本，還能進(jìn)一步拓寬碳酸鈣粉體的應用領(lǐng)域，使其成為一種具有功能性的新型改性填充專(zhuān)用料。
近年來(lái)，碳酸鈣粉體的改性已成為國內外材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，特別是其改性方法的研究。根據改性原理，碳酸鈣粉體的改性方法可分為物理改性和化學(xué)改性?xún)纱箢?lèi)。
什么是物理改性？
物理改性指的是通過(guò)表面涂覆或吸附來(lái)進(jìn)行，這一過(guò)程不涉及粉體與處理劑之間的化學(xué)反應，僅依靠范德華力和氫鍵作用。凝聚則是通過(guò)電荷的吸引來(lái)實(shí)現的。
什么是化學(xué)改性？
化學(xué)改性同時(shí)還包含機械力及表面化學(xué)改性。在碳酸鈣的粉碎過(guò)程中，機械力化學(xué)改性借助機械應力激活粒子表面，進(jìn)而調整其表面晶體及物理化學(xué)結構。由于晶格位移和內能增加，填料表面在外力作用下與其他物質(zhì)相互作用，實(shí)現表面改性。而表面化學(xué)改性則是利用有機官能團的表面活性，與粒子表面原子發(fā)生化學(xué)吸附或反應，使表面活性劑覆蓋粒子表面，從而促使碳酸鈣由無(wú)機親水轉變?yōu)橛袡C親油，與樹(shù)脂等有機基體更為相容，優(yōu)化制品的物理機械及加工性能。
改性碳酸鈣粉體作為科技含量及附加值均高的產(chǎn)業(yè)，已在多領(lǐng)域取得顯著(zhù)成果。其大力發(fā)展不僅可將豐富的無(wú)機非金屬礦產(chǎn)資源轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢，更能提升相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。在研發(fā)功能性碳酸鈣填充料時(shí)，我們應關(guān)注其經(jīng)濟性，降低塑料原材料成本，同時(shí)深入挖掘其在制品中的功能性和環(huán)保性，從追求利潤轉向可持續發(fā)展的新境界。
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