بسبب التأثير السطحي والخصائص المحبة للماء والكارهة للزيوت للمواد النانوية،كربونات الكالسيوم، تحتوي كربونات الكالسيوم النانوية غير المعدلة على عيوب مثل التشتت وضعف الألفة والتكتل السهل عند تطبيقها على البوليمرات العضوية، مما يؤثر بشكل خطير على جودة المنتج. ، مما يؤدي إلى عيوب في الواجهة بين المادتين، وكلما زادت كمية ملء كربونات الكالسيوم النانوية، أصبحت هذه العيوب أكثر وضوحًا، وقد يؤدي الملء المفرط إلى تدمير الأداء الأصلي للمادة.
ولذلك، عموما لا يتم استخدام كربونات الكالسيوم نانو مباشرة. عادة ما تشكل جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية بعد تعديل السطح "تكتلات ناعمة"، ويمكن تفكك هذا "التكتل الناعم" من خلال القص الميكانيكي والتذبذب بالموجات فوق الصوتية، مع القليل من المعالجة أثناء عملية التطبيق. ولذلك، تعديل السطح لكربونات الكالسيوم نانومتر له أهمية كبيرة.
أنواع معدل كربونات الكالسيوم النانوية
عادةً ما يعتمد مسار التعديل لكربونات الكالسيوم النانوية على تفاعلات التطعيم والاقتران. وفقًا للاختلافات في البنية والخصائص، يمكن تقسيم المعدلات إلى مواد خافضة للتوتر السطحي وعوامل اقتران وبوليمرات ومواد غير عضوية.
التوتر السطحي
حاليًا، تشتمل المواد الخافضة للتوتر السطحي الأكثر استخدامًا على الأحماض الدهنية والفوسفات ومركبات البوليمر.
إن بنية المجموعة الألكيلية طويلة السلسلة في أحد طرفي جزيء تعديل الأحماض الدهنية تشبه بنية البوليمرات. ووفقًا لمبدأ الوصف المماثل، يمكن أن تكون متوافقة بشكل أفضل مع مصفوفة البوليمر؛ ويمكن استخدام المجموعات القطبية مثل مجموعات الكربوكسيل في الطرف الآخر من الجزيء في المواد الفيزيائية غير العضوية أو المواد الكيميائية يحدث الامتصاص على سطح المواد (مثل كربونات الكالسيوم النانوية).
يتفاعل إستر الفوسفات بشكل رئيسي مع أيونات الفوسفات وأيونات الكالسيوم لتكوين الفوسفات، والذي يتم تغليفه على سطح كربونات الكالسيوم.
تم إجراء التعديل لتحسين الخواص المحبة للدهون والكارهة للماء لسطح كربونات الكالسيوم النانومتري.
يتم تعديل مركبات البوليمر عن طريق التحكم في حجم الجسيمات من الممكن استخدام جزيئات النانو لتغيير حالتها السطحية. يمكن استخدام مركبات البوليمر التي تحتوي على مجموعات حمض السلفونيك أو مجموعات حمض الكربوكسيل كمعدِّلات، ومعظمها مجموعات قابلة للتأين.
عامل اقتران
يتم تعديل عامل الاقتران من خلال الجمع بين مادتين لهما خصائص مختلفة جدًا، كربونات الكالسيوم والكائنات الحية، من خلال التفاعلات الكيميائية أو التشابكات الفيزيائية مع المجموعات الوظيفية على سطح كربونات الكالسيوم على التوالي. من خلال الجسر الجزيئي الموجود على سطح كربونات الكالسيوم النانومترية، يتم تعديل عامل الاقتران. تحسين التوافق بين نانومتر كربونات الكالسيوم والمواد العضوية.
يعد عامل اقتران تيتانات وعامل اقتران الألومينات حاليًا أكثر عوامل اقتران كربونات الكالسيوم النانوية استخدامًا.
البوليمرات والمواد غير العضوية
البوليمر هو نوع من المعدلات التي تشكل طبقة امتصاص فيزيائية أو كيميائية على سطح كربونات الكالسيوم من خلال الامتزاز الاتجاهي ويمنحها خصائص الشحن لمنع جزيئات كربونات الكالسيوم من التكتل والتكتل لتحسين التشتت.
كمعدل، يتم امتصاص الشوارد غير العضوية على سطح كربونات الكالسيوم النانوية، مما يمكن أن يزيد بشكل كبير من القيمة المطلقة لإمكانات السطح لكربونات الكالسيوم النانوية. وفي الوقت نفسه، يتم أيضًا تعزيز درجة الترطيب بين سطح كربونات الكالسيوم النانوية والماء، مما يمنع إلى حد ما تكوين كربونات الكالسيوم النانوية. التجميع في الماء.
تشتمل معدِّلات الإلكتروليت غير العضوية شائعة الاستخدام على ألومينات الصوديوم وسيليكات الصوديوم والشب وحمض الفوسفوريك المكثف وما إلى ذلك.
طريقة تعديل كربونات الكالسيوم بالنانو
تتضمن الطرق الحالية المستخدمة لتعديل سطح كربونات الكالسيوم النانومترية بشكل أساسي ما يلي: تعديل التفاعل الكيميائي المحلي، وتعديل السطح طلاء التعديل، وتعديل المستحلب الدقيق، والتعديل الميكانيكي، وتعديل السطح عالي الطاقة.
تعديل التفاعل الكيميائي المحلي
تحقق طريقة تعديل التفاعل الكيميائي المحلي بشكل أساسي غرض التعديل من خلال التفاعل الكيميائي بين المجموعات الوظيفية السطحية لكربونات الكالسيوم النانومترية والمعدل. وهي مقسمة إلى عمليتين: الطريقة الجافة والطريقة الرطبة.
التعديل الجاف: التعديل الجاف هو إضافة كربونات الكالسيوم النانوية إلى عجان عالي السرعة وتدويره وتسخينه. عندما يتم تسخينه إلى درجة حرارة معينة، قم بإضافة معدل السطح وإجراء تعديل العجن. يعتمد التعديل الجاف طريقة المزج الفيزيائي، والعملية بسيطة نسبيًا. ومع ذلك، نظرًا لأن حجم جسيمات كربونات الكالسيوم النانوية صغير جدًا، بين 40-60 نانومتر، فإنها تحتوي على مساحة سطح محددة كبيرة وكهرباء ساكنة، ومن السهل تكثيفها إلى جزيئات أكبر. يقلل التكتل من درجة تنشيط جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية وضعف التشتت، وبالتالي فإن تأثير التعديل ليس مثاليًا.
التعديل الرطب: التعديل الرطب هو إضافة معدلات السطح إلى معلق كربونات الكالسيوم النانوية لمعالجة السطح في مرحلة لاحقة من الكربنة، وتعديل السطح بالكامل تحت درجة حرارة معينة وظروف التحريك. يتم استخدام التعديل الرطب من قبل الشركات المصنعة لكربونات الكالسيوم، وتدفق العملية الخاص به هو:
بعد التعديل الرطب لكربونات الكالسيوم النانوية، يجب تجفيفها وتشتيتها وتعبئتها. بالنسبة لجزء التشتيت، يوصى باستخدام ثلاثة أنواع من المعدات كموزعات. له تأثير أفضل.
- تحضير كتلة معينة من معلق Ca(OH)2، وإضافة كمية مناسبة من عامل التحكم في الشكل البلوري تحت ظروف التسخين والتحريك، ثم إدخال غاز مختلط من ثاني أكسيد الكربون وN2 للتفحيم، وقياس معدل الكربنة بطريقة المعايرة؛
- أضف كمية مناسبة من معدّل السطح إلى معلق كربونات الكالسيوم النانوية وحركه جيدًا لجعل معدّل السطح يكسو سطح كربونات الكالسيوم النانوي بالتساوي؛
- الحصول على جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية المعدلة بالرطوبة من خلال الترشيح بالشفط والتجفيف والسحق والغربلة.
طريقة تعديل طلاء السطح
ويشير إلى طريقة تعديل يتم فيها توصيل معدل السطح وسطح كربونات الكالسيوم النانومتري فقط بواسطة قوة فان دير فالس أو الطرق الفيزيائية دون تفاعل كيميائي.
يمكن لهذه الطريقة إضافة المادة الخافضة للتوتر السطحي إلى المحلول أثناء تحضير كربونات الكالسيوم النانوية، مما يحقق غرض التحضير والتعديل المتزامن، لأن وجود المادة الخافضة للتوتر السطحي يجعل كربونات الكالسيوم المنتجة بهذه الطريقة تتمتع بخصائص تشتت جيدة. يحسن.
طريقة تعديل المستحلب الصغير
وتسمى طريقة تعديل المستحلب الصغير أيضًا بتعديل التغليف. يتم تعديل هذه الطريقة عن طريق طلاء سطح كربونات الكالسيوم النانوية بطبقة من مواد أخرى لتغيير الخصائص الكامنة لسطح الجسيمات.
على الرغم من أن هذه الطريقة تشبه طريقة تعديل الطلاء السطحي، إلا أن الفيلم المطلي على سطح كربونات الكالسيوم النانوية بعد التعديل بهذه الطريقة يكون أكثر تجانسًا من ذلك المعدل بواسطة طلاء السطح.
طرق التعديل الميكانيكي الكيميائي
طريقة التعديل الميكانيكي الكيميائي هي طريقة تعديل تستخدم قوة ميكانيكية قوية لتنشيط سطح الجسيمات عن عمد، مما يتسبب في تحول الشبكة الجزيئية، وتغيير بنيتها الفيزيائية والكيميائية والبنية البلورية السطحية، وتحسين تفاعل الجزيئات مع المواد العضوية أو غير العضوية. .
تعتبر طريقة التعديل هذه فعالة جدًا بالنسبة للجزيئات الكبيرة من كربونات الكالسيوم. أما بالنسبة لكربونات الكالسيوم النانوية، نظرًا لصغر حجم جسيماتها، فإن طريقة التعديل الميكانيكي الكيميائي من خلال التكسير والطحن الميكانيكي لم تعد قادرة على إجراء تعديل ممتاز. التأثيرات الجنسية.
إن إطلاق العنان لتأثيرات الجسيمات النانوية، وتحسين الخصائص السطحية للجسيمات النانوية، وتحسين تشتت وتوافق الجسيمات النانوية في المصفوفة، وإعداد المواد المركبة بأداء ممتاز، سيؤدي إلى توسيع مجالات تطبيق المواد.
نانو كربونات الكالسيوم هو منتج متطور في مجال كربونات الكالسيوم. ومع تحسن جودة كربونات الكالسيوم النانوية في بلدي، تستمر التكلفة في الانخفاض. والآن لا يمكنها استبدال الواردات فحسب، بل يمكنها أيضًا البدء في تصديرها إلى السوق الدولية. أعتقد أن آفاق السوق لكربونات الكالسيوم النانوية المحلية ستصبح واعدة أكثر فأكثر. .