Carbonato de calcio modificado La fórmula ha ganado una atención significativa en varias industrias debido a sus propiedades mejoradas. Este proceso de modificación cambia las características de la superficie de carbonato de calcioAyuda a que el carbonato de calcio funcione mejor con varios materiales. El carbonato de calcio modificado muestra una mejor dispersión, más estabilidad y un mejor rendimiento. Esto es útil en plásticos, pinturas y revestimientos. Los investigadores siempre están buscando nuevas formas de mejorar la fórmula. Quieren mantenerse al día con las necesidades cambiantes del mercado. En general, la fórmula modificada de carbonato de calcio representa un avance prometedor en la ciencia de los materiales.
Las partículas de Ca2+ y CO32- que se obtienen al triturar carbonato de calcio pesado reaccionan con el agua, lo que crea grupos hidroxilo y, como resultado, el carbonato de calcio pesado se vuelve hidrófilo. Sin embargo, los polímeros orgánicos son lipófilos e hidrófobos. Las diferentes propiedades de la superficie del carbonato de calcio pesado y del polímero orgánico dan lugar a una mala compatibilidad, lo que da lugar a una dispersión desigual y a una unión débil en la interfaz. Los compuestos a base de polímeros suelen presentar defectos en la interfaz durante su uso, lo que puede reducir su rendimiento. Por lo tanto, la superficie del carbonato de calcio pesado debe modificarse orgánicamente.
Fórmulas modificadas de carbonato de calcio
Existen muchos tipos de modificadores de superficie. Sus fórmulas, incluida la variedad, la dosis y el uso, son muy específicas. EPIC Powder ha creado 20 fórmulas especiales para modificar el carbonato de calcio pesado. Los procesos implican métodos húmedos y secos. Los tipos de modificadores incluyen ácido esteárico (sodio), agente de acoplamiento de silano, agente de acoplamiento de titanato, agente de acoplamiento de aluminato, surfactante, materia orgánica polimérica, modificadores de almidón y compuestos, etc., solo para su referencia. Los detalles son los siguientes:
- Fórmula 1: Modificación de la molienda húmeda del ácido esteárico
- Fórmula 2: Modificación seca de estearato de sodio
- Fórmula 3: modificación húmeda del KH-550
- Fórmula 4: Comparación de los efectos de modificación en seco del agente de acoplamiento de titanato y aluminato
- Fórmula 5: Comparación de los efectos del agente de acoplamiento estearato de sodio y aluminato para la modificación húmeda.
- Fórmula 6: Comparación de los efectos de modificación húmeda del estearato de sodio y el agente de acoplamiento
- Fórmula 7: Comparación de los efectos de modificación en seco de surfactantes, aceite de silicona, etc.
- Fórmula 8: Acoplamiento = Comparación de los efectos de modificación de los surfactantes y los surfactantes
- Fórmula 9: Comparación de los efectos de modificación en seco de surfactantes, ácido esteárico, agentes de acoplamiento y aceite de silicona
- Fórmula 10: Modificación compuesta del agente de acoplamiento de titanato-ácido esteárico (molienda de bolas húmeda)
- Fórmula 11: Modificación compuesta del agente de acoplamiento de titanato-ácido esteárico (método seco)
- Fórmula 12: Modificación compuesta de ácido oleico y agente de acoplamiento
- Fórmula 13: Modificación de modificadores compuestos a base de agua
- Fórmula 14: Modificación en seco de la emulsión polimérica
- Fórmula 15: Modificación del diéster del ácido tartárico dipalmitoil
- Fórmula 16: Modificación en seco del hidrolizado de anhídrido de ácido eleosteárico
- Fórmula 17: Modificación del monoestearato de sorbitán (Span60)
- Fórmula 18: Modificación de la polimerización del acetato de polivinilo
- Fórmula 19: Almidón revestimiento modificación
- Fórmula 20: Tratamiento integrado de agente de acoplamiento de titanato y molienda por flujo de aire
Formulación 1: Modificación de molienda húmeda de ácido esteárico
Modificador: ácido esteárico.
Método de modificación: Pesar 900 g de carbonato de calcio en polvo. tamaño de partícula Debe ser de aproximadamente 45 μm. Prepare una suspensión con una fracción de masa sólida de 75%. Luego, agregue ácido esteárico. La cantidad de ácido esteárico debe ser 1%-3% de la masa del polvo de carbonato de calcio. La viscosidad inicial de la suspensión es de 147 mPa·s a 42 °C y la viscosidad es de 228 mPa·s después de reposar durante 20 minutos. El volumen de la suspensión de carbonato de calcio es de aproximadamente 600 ml. Revuelva a una velocidad de 1000 r/min durante 90 minutos en un dispersor agitador. Deje de revolver. Retire la suspensión y colóquela en un horno de secado a 180 °C. Después del secado, saque el bloque modificado. Luego, use un pulverizador de alta velocidad para triturarlo durante 3 minutos. Esto le dará un polvo de carbonato de calcio modificado.
Prueba y caracterización: tamaño de partícula, activación de superficie, valor de absorción de aceite, blancura.
Efecto de modificación:
El carbonato de calcio pesado se puede moler y modificar a temperatura ambiente. Este proceso reduce el tamaño de las partículas de 45 μm a 2 μm. A medida que se añade más ácido esteárico, la activación del carbonato de calcio pesado aumenta. Al mismo tiempo, el valor de absorción de aceite disminuye. A medida que el ácido esteárico aumenta a 2% (fracción de masa), la activación del carbonato de calcio pesado supera los 98%. Además, el valor de absorción de aceite cae a 0,267 g/g. La molienda y modificación conjuntas del carbonato de calcio pesado ayudan a reducir los costes de producción. Esto hace que el producto sea más competitivo.
Fórmula 2: Modificación seca del estearato de sodio
Modificador: estearato de sodio.
Método de modificación: Comience por secar el carbonato de calcio pesado en un horno para eliminar la humedad. A continuación, pese una cantidad específica del polvo seco y agréguelo a un matraz de tres bocas. Coloque el matraz en un baño de agua a una temperatura determinada y revuelva. Luego, agregue una cantidad medida de estearato de sodio y revuelva durante un tiempo designado. Finalmente, enfríe la mezcla para obtener el carbonato de calcio pesado modificado.
Prueba y caracterización: FT-IR, XRD, SEM, potencial zeta.
Efecto de modificación:
Cuando la temperatura de modificación es de 70 °C, la cantidad de estearato de sodio es 1,51 TP3T de la masa de carbonato de calcio pesado, el tiempo de modificación es de 50 min y la velocidad es de 700 r/min, la tasa de activación del carbonato de calcio pesado modificado con estearato de sodio es de 85,61 TP3T y el efecto de modificación es bueno. El espectro infrarrojo del carbonato de calcio pesado con estearato de sodio mostró picos. Hubo picos de estiramiento simétrico -CH2- a 2850 cm-1 y picos de estiramiento antisimétrico a 2920 cm-1. El pico de difracción de rayos X se desplazó a ángulos mayores. El potencial zeta aumentó de 14,1 mV a 30,2 mV y el tamaño de partícula disminuyó. Esto indica que el estearato de sodio se injertó en la superficie del carbonato de calcio pesado. Sin embargo, la modificación no alteró la forma cristalina del carbonato de calcio. El carbonato de calcio pesado modificado tiene buena dispersabilidad.
Fórmula 3: modificación húmeda del KH-550
Modificador: γ-cloropropiltrietoxisilano (KH-550), estearato de sodio, agente de acoplamiento de titanato.
Método de modificación:
- Modificación de injerto por método húmedo.
- Pesar 200 g de carbonato de calcio pesado ultrafino seco.
- Dispersarlo en 300 g de etanol anhidro.
- Calentar y remover en un baño de agua a 80℃ durante 10 minutos.
- A continuación, añada 2,5% de la masa de polvo del agente de modificación.
- Continuar reaccionando en las mismas condiciones durante 60 minutos.
- Por último, filtrar, lavar y secar en caliente para obtener el polvo de carbonato de calcio pesado ultrafino modificado.
Pruebas y caracterización:
- Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier
- Análisis termogravimétrico
- Análisis del tamaño de partículas
- Prueba de propiedades reológicas del caucho de silicona
- Prueba de propiedades mecánicas
Efecto de modificación:
Los datos reológicos muestran que el carbonato de calcio pesado ultrafino modificado se dispersa bien en caucho de silicona. También tiene una mejor compatibilidad con los coloides que la versión sin modificar. El carbonato de calcio pesado ultrafino carece de un efecto de nanorefuerzo en tamaño. Esto debilita la interacción entre el carbonato de calcio pesado ultrafino tratado en la superficie y el caucho de silicona. Como resultado, el rendimiento del caucho de silicona después de la vulcanización disminuye en comparación con el uso de carbonato de calcio pesado ultrafino sin modificar. El KH-550 tiene características especiales como grupos amino y alcoxi. Debido a esto, el carbonato de calcio pesado ultrafino tratado con KH-550 se extiende fácilmente en caucho de silicona. También forma químico Se adhiere al caucho, lo que le confiere al caucho de silicona RTV excelentes propiedades mecánicas.
Fórmula 4: Comparación de los efectos de modificación en seco de los agentes de acoplamiento de titanato y aluminato
Modificador: agente de acoplamiento de titanato JN-114, agente de acoplamiento de aluminato DL-411.
Método de modificación: pesar una cierta cantidad de carbonato de calcio pesado y agregarlo a un mezclador de alta velocidad. Después de calentar el material a la temperatura experimental, agregar el modificador de superficie. Después de un cierto tiempo de reacción, dejar de agitar para obtener carbonato de calcio pesado modificado en la superficie.
Prueba y caracterización: índice de activación, ángulo de contacto, espectro infrarrojo, rendimiento del material compuesto de polipropileno.
Efecto de modificación:
(1) El agente de acoplamiento de titanato JN-114 se adsorbe químicamente en la superficie del carbonato de calcio pesado.
Las mejores condiciones para la modificación en seco del carbonato de calcio pesado son:
- Dosis de JN-114: 1,01 TP3T
- Temperatura de modificación: 70℃
- Tiempo de modificación: 30 minutos.
En estas condiciones, el carbonato de calcio pesado modificado alcanza un ángulo de contacto de 114,34°. El índice de activación también alcanza 99,21%.
(2) El agente de acoplamiento de aluminato DL-411 se adsorbe químicamente en la superficie del carbonato de calcio pesado.
Las mejores condiciones para la modificación en seco del carbonato de calcio pesado son:
- Dosis de DL-411: 1,01 TP3T
- Temperatura de modificación: 90℃
- Tiempo de modificación: 30 minutos
En estas condiciones, el ángulo de contacto del carbonato de calcio pesado modificado es de 121,70°. El índice de activación también alcanza 100%.
(3) La modificación de la superficie de JN-114 y DL-411 puede mejorar eficazmente la resistencia al impacto de los compuestos de PP. Cuando la cantidad añadida es 20%, el material compuesto tiene la mayor resistencia al impacto. Esta resistencia es 38,87% y 41,97% mayor que la del PP puro.
Fórmula 5: Comparación de los efectos de modificación húmeda del agente de acoplamiento de estearato de sodio y aluminato
Modificador: agente de acoplamiento de aluminato DL-411 y estearato de sodio.
Método de modificación:
(1) Para elaborar el agente de acoplamiento de aluminato DL-411, carbonato de calcio pesado modificado, siga estos pasos:
- Pesar 30 g de carbonato de calcio pesado y colocarlo en una botella de reacción de 250 ml.
- Añade un poco de agua y etanol, luego revuelve para crear una suspensión.
- Calentar la mezcla.
- Disuelva el agente de acoplamiento de aluminato en una cantidad adecuada de etanol anhidro y dispérselo utilizando un limpiador ultrasónico.
- Una vez que la temperatura alcance el nivel deseado, agregue la solución de aluminato-alcohol a la suspensión pesada de carbonato de calcio.
- Remueve durante un rato para permitir que se produzca la reacción.
- Una vez realizada la reacción, lavar el producto varias veces con etanol.
- Filtrar y separar, luego secar al vacío a 50°C durante 24 horas para obtener el producto final: agente de acoplamiento de aluminato modificado con carbonato de calcio pesado.
(2) Carbonato de calcio pesado modificado con estearato de sodio:
- Pesar 30 g de carbonato de calcio pesado en una botella de reacción de 250 ml.
- Agregue agua y etanol, luego revuelva para hacer una suspensión suave.
- Calentar la mezcla hasta que alcance la temperatura deseada.
- A continuación, agregue partículas sólidas de estearato de sodio a la suspensión y revuelva durante un rato.
- Una vez realizada la reacción, lavar el producto con agua y etanol.
- Filtrar y separar la mezcla, luego secar al vacío a 50°C durante 24 horas.
- Este proceso produce carbonato de calcio pesado modificado con estearato de sodio.
Pruebas y caracterización:
- Valor de absorción de aceite
- Volumen de sedimentación
- Angulo de contacto
- Prueba de rendimiento de compuestos de carbonato de calcio/polipropileno.
Efecto de modificación:
Las mejores condiciones para modificar el carbonato de calcio pesado de malla 1250 con estearato de sodio son:
- Temperatura: 25℃
- Relación: m(carbonato de calcio):m(etanol):m(agua) = 3:1,5:3
- Estearato de sodio a carbonato de calcio pesado masa: 3,0%
- Velocidad de agitación: 400 r/min
- Tiempo de agitación: 40 min
Con estos ajustes, el valor de absorción de aceite y el volumen de sedimentación disminuyen en aproximadamente 50%. El ángulo de contacto alcanza los 129,2°.
La mejor manera de modificar el carbonato de calcio pesado con el agente de acoplamiento de aluminato DL-411 es la siguiente:
- Temperatura de modificación:25℃
- Proporción de mezcla:m(carbonato de calcio):m(etanol):m(agua) = 3:1,5:3
- Relación de agentes: masa de agente de acoplamiento de aluminato/carbonato de calcio pesado = 2,0%
- Relación de trietilamina: masa de trietilamina/carbonato de calcio = 0,5%
- Velocidad de agitación:300 rpm
- Tiempo de agitación: 2 minutos
En comparación con el carbonato de calcio no modificado, el carbonato de calcio pesado modificado muestra:
- Disminución del valor de absorción de aceite: 47,0%
- Disminución del volumen de sedimentación: 45,8%
- Ángulo de contacto: 136,3°
La cantidad óptima de relleno de carbonato de calcio pesado modificado con estearato de sodio en PP es 20%. En comparación con la materia prima PP, el alargamiento de rotura y la resistencia al impacto aumentan en 12,5% y 15,7%. La mejor cantidad de relleno de carbonato de calcio pesado modificado con aluminato en polipropileno es 30%. Esto aumenta el alargamiento de rotura en 15,0% y la resistencia al impacto en 16,0%.
Fórmula 6: Comparación de los efectos de modificación húmeda del estearato de sodio y el agente de acoplamiento
Modificador: estearato de sodio, γ-cloropropiltrietoxisilano (KH-550), agente de acoplamiento de titanato TC114.
Método de modificación: Pesar 200 g de carbonato de calcio pesado ultrafino seco. Colóquelo en un matraz de fondo redondo. Dispersar con 300 g de etanol anhidro. Calentar y agitar en un baño de agua a 80 ℃ durante 10 minutos. Luego, agregar 2,51 TP3T de la masa en polvo del coadyuvante de modificación. Continuar reaccionando en las mismas condiciones durante 60 minutos. Después de eso, filtrar, lavar y secar mientras está caliente para obtener el polvo de carbonato de calcio pesado ultrafino modificado.
Prueba y caracterización:
- Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier
- Análisis termogravimétrico
- Análisis del tamaño de partículas
Estos métodos evalúan las propiedades de los materiales de caucho de silicona RTV.
Efecto de modificación:
Los datos reológicos muestran que el carbonato de calcio pesado ultrafino modificado se dispersa bien en caucho de silicona. Esto es mejor que el carbonato de calcio pesado ultrafino sin modificar. También tiene una mejor compatibilidad con los coloides. El carbonato de calcio pesado ultrafino carece de un efecto de nano-refuerzo en tamaño. Esto debilita la interacción entre el carbonato de calcio pesado ultrafino tratado en la superficie (TC114 y estearato de sodio) y el caucho de silicona. Como resultado, el rendimiento del caucho de silicona después de la vulcanización disminuye en comparación con el uso de carbonato de calcio pesado ultrafino sin modificar. KH-550 tiene grupos amino y alcoxi. Debido a esto, el carbonato de calcio pesado ultrafino tratado con KH-550 se dispersa bien en caucho de silicona. También forma enlaces químicos con el caucho. Como resultado, el caucho de silicona RTV muestra excelentes propiedades mecánicas.
Fórmula 7: Comparación de los efectos de modificación en seco de surfactantes, aceite de silicona, etc.
Modificador: polietilenglicol-200, dietilenglicol, trietanolamina y aceite de aminosilicona-804.
Método de modificación: Utilice el método de modificación en seco. Pese 100 g de polvo de carbonato de calcio pesado y colóquelo en un matraz de tres bocas. Coloque este matraz en un baño de agua a temperatura constante. Encienda el agitador eléctrico para mezclar. Cuando la temperatura alcance los 95 ℃, agregue el modificador de superficie mientras revuelve. Continúe agitando y reaccionando a 95 ℃ durante 30 minutos después de agregarlo. Esto le dará un polvo modificado de carbonato de calcio pesado. Una vez que el polvo modificado se enfríe, tome muestras para realizar pruebas y caracterización.
Prueba y caracterización: Valor de absorción de aceite, espectro infrarrojo, análisis termogravimétrico.
Efecto de modificación:
El orden de los cuatro modificadores de superficie que reducen la absorción de aceite del relleno de carbonato de calcio pesado es el siguiente: aceite de aminosilicona-804 > polietilenglicol-200 > trietanolamina > dietilenglicol. Además, el mismo modificador muestra diferentes valores de absorción de aceite según su dosis. Por lo general, una dosis mayor del modificador significa un valor de absorción de aceite menor. Todos los modificadores se unen químicamente con el grupo hidroxilo en el polvo de carbonato de calcio pesado. Cuando se utiliza aceite de aminosilicona-804 a 1,00%, el valor de absorción de aceite de la muestra modificada puede alcanzar 0,115 mL/g. El análisis termogravimétrico muestra que la muestra modificada tiene la mejor estabilidad térmica. Su temperatura de descomposición térmica es de 325 ℃.
Fórmula 8: Comparación de los efectos de modificación del agente de acoplamiento y el surfactante
Los modificadores incluyen:
- Agente de acoplamiento de aluminato (DL-411)
- Agente de acoplamiento de titanato (NDZ-201)
- Agente de acoplamiento de silano (KH-550)
- Ácido esteárico (SA)
- Dodecil sulfato de sodio (SDS)
- Ácido glutámico (GLU)
- Fosfato de hexadecilo (PO16)
- Fosfato de octadecilo (PO18)
- Tensioactivos de bromuro de hexadeciltrimetilamonio (CTAB)
Los modificadores compuestos son el agente de acoplamiento de aluminato (DL-411) y el dodecil sulfato de sodio (SDS).
Método de modificación: modificación seca y modificación húmeda.
Las pruebas y caracterizaciones incluyen:
- Tasa de activación
- Valor de absorción de aceite
- Análisis infrarrojo
- Tamaño de partícula
- microscopio electrónico de barrido
Este artículo se centra en el rendimiento del material compuesto de carbonato de calcio modificado/PBAT.
Efecto de modificación:
(1) Cuando el contenido de los tres agentes de acoplamiento DL-411, NDZ-201 y KH-550 era 1,5% y el método de modificación era la modificación húmeda, el carbonato de calcio modificado tuvo el mejor efecto. La superficie del carbonato de calcio era lipofílica, se mejoró la dispersabilidad y se redujo el tamaño medio de partícula.
(2) Entre los seis surfactantes, cuando el contenido de SA, SDS y PO16 fue 3%, el efecto de modificación sobre el carbonato de calcio fue el mejor, lo que cambió con éxito la superficie del carbonato de calcio de hidrófilo a hidrófobo, se redujo el tamaño promedio de partícula y se mejoró la dispersabilidad.
(3) El carbonato de calcio fue modificado mediante el agente de acoplamiento DL-411 y el surfactante SDS.
El mejor efecto de modificación sobre el carbonato de calcio se produjo en estas condiciones:
- Relación de modificadores compuestos (DL:SDS) de 3:2
- Tiempo de reacción de 40 minutos.
- Temperatura de reacción de 80 °C
- Cantidad de modificador compuesto de 3%
En comparación con un solo modificador, el efecto sinérgico entre DL-411 y SDS hace que el modificador compuesto tenga un mejor efecto de modificación sobre el carbonato de calcio.
Fórmula 9: Comparación de los efectos de modificación en seco del surfactante, el ácido esteárico, el agente de acoplamiento y el aceite de silicona
Modificador:
- Nuevo modificador de surfactante JST-9001 (modificador compuesto de tipo éter de polioxietileno)
- JST-9002 (modificador compuesto de tipo fosfato)
- JST-9003 (modificador compuesto de tipo éter de polioxietileno)
- JST-900
Método de modificación: Pesar 100 g de carbonato de calcio en polvo pesado. Colóquelo en un matraz de tres bocas de 500 ml. Ajuste el baño de agua a temperatura constante a la temperatura deseada. Ajuste el agitador eléctrico con pantalla digital para que funcione a (1300 ± 50) r/min. Luego, agregue el modificador gota a gota sobre el carbonato de calcio pesado en el matraz. Asegúrese de agregarlo a una velocidad moderada, ni demasiado rápido ni demasiado lento. Después de agregar el modificador, selle el matraz de tres bocas y comience a cronometrar. Después de un cierto período de tiempo, apague el instrumento, espere a que la muestra se enfríe, sáquela y séllela en una bolsa sellada.
Las pruebas y caracterizaciones incluyen:
- Valor de absorción de aceite
- Índice de activación
- Estabilidad de la dispersión en fase oleosa
- Ángulo de contacto del agua
- Espectro infrarrojo (FTIR)
- Análisis termogravimétrico (TG).
Efecto de modificación:
JST-9001 y JST-9003, junto con el ácido esteárico y el aluminato F-2, funcionan mejor que JST-9002 y JST-9004, el aceite de silicona hidroxi y el aceite de silicona amino 585C. Ofrecen una modificación más eficaz para el carbonato de calcio pesado. Los nuevos modificadores JST-9001 y JST-9003 pueden lograr mejores efectos de modificación que el ácido esteárico y el aluminato F-2 con una dosis baja de modificador (0,501 TP3T).
Los valores de absorción de aceite de las muestras de carbonato de calcio pesado C525 modificadas por JST-9001 y JST-9003 son 0,11 mL/g y 0,10 mL/g, respectivamente. Sus índices de activación son 98,77% y 99,19%. Las tasas de cambio de turbidez son 4,06% y 5,30%. Los ángulos de contacto de humectación son 154,2° y 151,4°.
Para las muestras de carbonato de calcio pesado 00, los valores de absorción de aceite son 0,14 mL/g y 0,15 mL/g. Sus índices de activación son 89,73% y 93,77%. Las tasas de cambio de turbidez son 16,04% y 9,59%. Los ángulos de contacto de humectación son 91,9° y 87,7°.
Con la dosis correcta, los grupos hidrófilos en JST-9001 y JST-9003 se unieron con el —OH en la superficie del carbonato de calcio pesado. Esto creó una capa de moléculas modificadoras en las partículas de carbonato de calcio. Las propiedades de la superficie del carbonato de calcio pesado cambiaron de hidrófilas a hidrófobas. Además, el valor de absorción de aceite disminuyó significativamente.
Fórmula 10: Modificación del compuesto del agente de acoplamiento de titanato y ácido esteárico (molienda de bolas húmeda)
Modificador: El ácido esteárico y el agente de acoplamiento titanato se utilizan como modificadores compuestos, y el etanol anhidro se utiliza como dispersante.
Método de modificación: Pesar 15,0 g de polvo de calcio pesado y añadirlo a un molino de bolasA continuación, se pesa una cantidad específica de ácido esteárico y agente de acoplamiento de titanato en función de la relación de masas. También se añaden estos al molino de bolas. A continuación, se vierte etanol anhidro hasta que el polvo esté apenas cubierto. Por último, se pone en marcha el molino de bolas para modificar el polvo de calcio pesado. El polvo modificado se coloca en un horno de secado y se seca a 80 °C, se enfría a temperatura ambiente y se muele para obtener el producto modificado.
Prueba y caracterización: grado de activación, valor de absorción de aceite, volumen de sedimentación, tamaño de partícula.
Efecto de modificación:
Después de probar distintos factores y realizar un experimento ortogonal, encontramos el mejor proceso de modificación. Las condiciones óptimas son:
- Tiempo de molienda de bolas: 1,5 horas
- Velocidad de molienda de bolas: 350 r/min
- Dosis modificadora: 2,0%
- Relación del modificador: 1:3
El polvo de calcio pesado modificado funciona mejor que el polvo sin modificar. Tiene una mejor activación, menor absorción de aceite, menor volumen de sedimentación y tamaño de partícula más pequeño. En general, la modificación muestra buenos resultados. Con el proceso optimizado, el polvo de calcio pesado modificado muestra un grado de activación de 99,41 TP3T. Su valor de absorción de aceite es de 14,27 g por 100 g de polvo. El volumen de sedimentación mide 1,08 ml/g y el tamaño de partícula D50 es de 1,58 μm.
Fórmula 11: Modificación del compuesto de agente de acoplamiento de titanato-ácido esteárico (método seco)
Modificador: ácido esteárico, agente de acoplamiento de titanato.
Método de modificación: Pesar una cantidad específica de carbonato de calcio pesado seco y colocarlo en un tanque de agitación. A continuación, poner el tanque en un baño de agua a la temperatura adecuada. Luego, agregar una cantidad medida de ácido esteárico. Usar un dispersor de alta velocidad para mezclar bien el carbonato de calcio. Después de eso, agregar el agente de acoplamiento titanato de etileno bis(dioctiloxipirofosfato). Finalmente, dispersar a alta velocidad la mezcla para obtener carbonato de calcio pesado modificado. Se combinó con resina epoxi para preparar un material compuesto de carbonato de calcio pesado modificado/resina epoxi.
Las pruebas y caracterizaciones incluyen:
- Análisis termogravimétrico
- Espectroscopia de infrarrojo cercano
- Difracción de rayos X
- Microscopio de electrones
- Rendimiento del producto de resina epoxi
Cuando el ácido esteárico constituye 1,51 TP3T de la masa del carbonato de calcio pesado, el tiempo de modificación es de 20 minutos. Para el titanato, a 2,01 TP3T de la masa, el tiempo de modificación es de solo 10 minutos. En estas condiciones, el material compuesto tiene las mejores propiedades de tracción a 10,2 MPa. También muestra el valor de absorción de aceite más bajo. La forma cristalina del carbonato de calcio pesado se mantuvo igual después de ser modificado con ácido esteárico, titanato y resina epoxi. El modificador compuesto también se adhirió bien a su superficie. Las partículas de carbonato de calcio pesado modificadas tienen una buena dispersión y una fuerte unión con la resina epoxi.
Fórmula 12: Modificación del compuesto de ácido oleico y agente de acoplamiento
Modificadores:
- Agente de acoplamiento de aluminato (DL-411)
- Agente de acoplamiento de polisiloxano modificado con alquilo (FD-1106)
- Ácido esteárico (SA)
- Ácido oleico (OA)
Método de modificación:
(1) Modificación húmeda: Pesar 10 g de carbonato de calcio pesado y colocarlo en un vaso de precipitados de 250 ml. Luego, agregar 50 g de agua y 50 g de etanol. Revolver bien para crear una suspensión y calentar a 80 °C. Luego, disolver el modificador en un poco de etanol. Usar un limpiador ultrasónico para dispersarlo durante 10 minutos. Una vez que la temperatura alcance el nivel establecido, agregar la solución modificada al vaso de precipitados con carbonato de calcio pesado. Revolver durante un rato. Lavar la mezcla con agua y etanol después de la reacción. Luego, secarla al vacío a 60 °C durante 12 horas. Esto le dará carbonato de calcio modificado.
(2) Modificación en seco: primero, agregue el polvo de carbonato de calcio a un mezclador de alta velocidad. Luego, caliente el polvo a 80 °C. Finalmente, rocíe el modificador para obtener el carbonato de calcio modificado.
(3) Modificación compuesta: Pesar 500 g de polvo de carbonato de calcio pesado y mezclarlo en un mezclador de alta velocidad, y calentarlo a 120 ℃. En el mezclador de alta velocidad, rociar un poco de modificador de superficie en neblina FD-1106 y OA. Luego, mezclar y mezclar durante un tiempo determinado. Esto crea un polvo de carbonato de calcio pesado modificado por el modificador compuesto.
Ensayos y caracterización: determinación de la tasa de activación, prueba del valor de absorción de aceite y análisis del tamaño de partículas.
Efecto de modificación:
(1) Cuando la cantidad añadida de los cuatro modificadores de superficie DL-411, SA, FD-1106 y OA es 1,5%, 1,0%, 1,5% y 1,0% de la masa de carbonato de calcio pesado, respectivamente, el efecto de modificación es el mejor. Las partículas de carbonato de calcio modificado se esparcen mejor y se activan más rápido. Además, el valor de absorción de aceite disminuye.
(2) El efecto de modificación húmeda es relativamente más evidente, pero el proceso de modificación seca es más simple, más fácil de operar y puede ahorrar costos en mayor medida. Por lo tanto, la modificación seca es más adecuada para la producción industrial.
(3) Los resultados de la prueba infrarroja de los cuatro carbonatos de calcio pesados modificados demostraron que el carbonato de calcio pesado fue modificado con éxito por el modificador. El análisis del tamaño de partícula mostró que el tamaño promedio del carbonato de calcio pesado disminuyó mucho después de usar cuatro modificadores. Entre ellos, el OA produjo el tamaño de partícula promedio más grande con 23,61 TP3T, mientras que la tasa de activación alcanzó 98,81 TP3T.
(4) Se seleccionaron el agente de acoplamiento de polisiloxano modificado con alquilo (FD-1106) y OA para llevar a cabo la modificación de autoensamblaje compuesto de carbonato de calcio. Cuando la relación de modificador compuesto (FD-1106: OA) fue de 1:1, se produjo la mejor modificación de carbonato de calcio. Logramos esto agregando 1% del modificador compuesto. La reacción tomó 10 minutos a 110 °C. El carbonato de calcio modificado tenía un tamaño de partícula promedio de 8,45 μm. Además, la tasa de activación alcanzó 99,6%. El relleno de carbonato de calcio 30% en PBAT/PLA brinda las mejores propiedades mecánicas para la película compuesta. Las resistencias a la tracción son 19,37 MPa en la dirección transversal y 29,67 MPa en la dirección longitudinal. En este momento, la película compuesta es un material hidrófobo con un ángulo hidrófobo de 95°.
Fórmula 13: Modificación del modificador compuesto a base de agua
Modificador: polietilenglicol-300 (PEG-300), dodecil sulfato de sodio (SDS) y estearato de sodio.
Método de modificación:
- Pesar 500g de carbonato de calcio pesado.
- Pesar 10g de modificador compuesto.
- Mida 7 ml de agua pura.
- Calentarlos en un baño de agua a 80℃.
Esto crea una solución modificadora compuesta acuosa para uso posterior.
Coloque el polvo de carbonato de calcio pesado en un mezclador de alta velocidad. Caliéntelo a 100-110 ℃. A continuación, agregue lentamente la solución acuosa modificadora. Mezcle a alta velocidad durante 5 minutos. Luego, deje de revolver y abra la tapa del mezclador. Deje que el agua se evapore durante 10 minutos. Finalmente, mezcle a alta velocidad durante 20 minutos más. La temperatura del material se mantiene entre 100 y 110 ℃ durante el proceso. Esto garantiza que obtengamos un polvo de carbonato de calcio pesado activado.
Prueba y caracterización: valor de absorción de aceite, volumen de sedimentación, morfología de la superficie y rendimiento de materiales compuestos de PP/carbonato de calcio pesado.
Efecto de modificación:
Cuando la relación de masa de PEG-300, SDS y estearato de sodio es de 6:2:2, la modificación de la superficie es más efectiva. El valor de absorción de aceite del polvo de carbonato de calcio pesado cae de 32,7 mL/100 g a 15,5 mL/100 g. Además, el volumen de sedimentación disminuye de 4,1 mL/g a 1,0 mL/g. El carbonato de calcio pesado compuesto a base de agua tiene partículas pequeñas. Ofrece mayor dispersabilidad y mejor rendimiento de cristalización. El modificador compuesto a base de agua funciona mejor que el ácido esteárico. Cuando agregamos más polvo de carbonato de calcio pesado, las propiedades mecánicas del compuesto PP/carbonato de calcio pesado también cambian. Primero mejoran, luego disminuyen. El mejor rendimiento ocurre cuando la fracción de masa es 30%. La resistencia a la flexión alcanza los 45,75 MPa y la resistencia a la tracción alcanza los 32,58 MPa.
Fórmula 14: Modificación en seco de la emulsión polimérica
Modificador: emulsión polimérica.
Método de modificación: Coloque el carbonato de calcio en un horno y séquelo a 110 ℃ durante 24 h. Pese una cantidad específica de polvo de carbonato de calcio pesado seco después de eliminar la humedad. Luego, agréguelo a un matraz de tres bocas. Colóquelo en un baño de agua a 80 ℃ y agítelo eléctricamente a una velocidad de 500 r/min. Agregue la emulsión de polímero al matraz de tres bocas y agítelo eléctricamente durante 50 min. Enfríe y descargue el material para obtener carbonato de calcio pesado modificado.
Prueba y caracterización: tasa de activación, FT-IR, XRD, SEM, potencial zeta.
Efecto de modificación: A 80 ℃, después de 50 minutos y a una velocidad de 500 r/min, el carbonato de calcio modificado alcanza una tasa de activación de 90,81 TP3T. Esto utiliza una emulsión de polímero 31 TP3T basada en el peso de carbonato de calcio pesado Xianfeng. Esto muestra un buen efecto de modificación. El carbonato de calcio se caracterizó por FT-IR, XRD, SEM y potencial zeta. Los resultados muestran que injertamos con éxito la emulsión de polímero sobre la superficie del carbonato de calcio. El pico de difracción del carbonato de calcio modificado se mueve a un ángulo mayor. Sin embargo, la emulsión de polímero no altera la forma cristalina del carbonato de calcio. El potencial zeta del carbonato de calcio modificado aumenta de 14,1 mV a 29,8 mV. El tamaño de partícula se hace más pequeño, lo que mejora la dispersabilidad.
Formulación 15: Modificación del diéster del ácido tartárico dipalmitoil
Modificador: Diéster de ácido tartárico dipalmitoil.
Método de modificación:
(1) Síntesis de diéster de ácido tartárico dipalmitoil: comience con 10,3 g de ácido palmítico en un matraz de fondo redondo. Luego, agregue lentamente 10 ml de cloruro de tionilo mientras revuelve. Caliente la mezcla a 80 ℃ durante 3 horas o hasta que la solución esté transparente. Retire el cloruro de tionilo adicional mediante evaporación rotatoria al vacío. Luego, agregue 5 ml de metil terc-butil éter. Continúe con la evaporación rotatoria hasta obtener cloruro de ácido palmítico de color marrón amarillento. Disuelva el cloruro de ácido palmítico en diclorometano.
Luego, transfiera esta mezcla a un matraz de tres bocas. A continuación, agregue 16,8 ml de trietilamina mientras la mantiene en un baño de agua con hielo. Pese 3,0 g de ácido tartárico, caliéntelo y disuélvalo en acetona, y viértalo en el matraz de tres bocas. Una vez completado, caliente a temperatura ambiente y reaccione durante la noche. Filtre y evapore al vacío el filtrado para obtener un sólido pastoso. Luego, recristalícelo dos veces con acetona. Finalmente, séquelo para obtener un sólido blanco, que es el diéster de ácido tartárico dipalmitoil, el producto objetivo.
(2) Modificación del carbonato de calcio pesado: Pesar un poco de polvo de carbonato de calcio. Agregar agua y revolver para formar una suspensión. Luego, colocarlo en un baño de agua a temperatura constante. Calentar mientras se revuelve a una velocidad de 450 r/min. Calentar a la temperatura adecuada. Luego, agregar la fracción de masa correcta del modificador. Revolver y reaccionar a una temperatura constante durante un tiempo determinado. Filtrar, secar y moler hasta obtener un tamaño de partícula de <250 μm para obtener un producto modificado con carbonato de calcio.
Ensayo y caracterización: valor de absorción de aceite, volumen de sedimentación, grado de activación.
Efecto de modificación:
Para modificar el carbonato de calcio pesado (10 μm) con diéster de ácido tartárico dipalmitoil, utilice estas condiciones óptimas: dosis de modificador 2.0%, 55 minutos de tiempo de modificación y una temperatura de 60 ℃.
En estas condiciones, el carbonato de calcio modificado mostró cambios notables:
- El valor de absorción de aceite cayó de 0,2780 mL/g a 0,2039 mL/g.
- El volumen de sedimentación disminuyó de 1,3 mL/g a 0,3 mL/g.
- El grado de activación aumentó de 0% a 98.58%.
Estos resultados indican efectos de modificación significativos.
El carbonato de calcio con diéster de ácido tartárico dipalmitoil absorbe menos aceite y tiene un volumen de sedimentación menor. Esto es diferente del carbonato de calcio que utiliza ácido esteárico. Sin embargo, su grado de activación es mejor. Esto demuestra que el efecto de modificación del diéster de ácido tartárico dipalmitoil con cadenas hidrofóbicas dobles y ácidos dicarboxílicos es mejor que el del ácido esteárico de cadena simple tradicional.
Fórmula 16: Modificación en seco del hidrolizado de anhídrido de ácido eleosteárico
Modificador: El ácido eleoesteárico sirve como materia prima. Reacciona con el anhídrido maleico a través de una reacción de Diels-Alder para crear anhídrido eleoesteárico. Luego, este compuesto se hidroliza para producir hidrolizado de anhídrido eleoesteárico tricarboxílico, un modificador con múltiples puntos de acción.
Método de modificación:
(1) Síntesis de hidrolizado de anhídrido eleoesteárico:
- Añade 20,0 g de ácido eleoesteárico a un matraz de tres bocas.
- Calentar a 65℃ revolviendo constantemente.
- Luego, agregue 3,6 g de anhídrido maleico.
- Una vez que el anhídrido maleico se haya disuelto, aumente la temperatura a aproximadamente 140 ℃.
- Dejar reaccionar durante 90 minutos para obtener un anhídrido eleoesteárico viscoso de color marrón amarillento.
- A continuación, disuelva el anhídrido eleoesteárico en un poco de acetona para crear una solución.
- Añadir una cantidad adecuada de agua para hidrolizar el anhídrido.
- Déjelo reposar a temperatura ambiente durante 30 minutos para obtener el hidrolizado de anhídrido eleoesteárico.
(2) Modificación seca de carbonato de calcio pesado:
- Comience con 100 g de polvo de carbonato de calcio pesado.
- Colóquelo en un dispersor de alta velocidad.
- Calentarlo a 50℃.
- Luego, agregue una cantidad específica de solución de acetona que contenga hidrolizado de anhídrido de ácido eleosteárico.
- Mezclar y remover durante 15 minutos.
- Después secarlo hasta conseguir una masa constante.
- Finalmente
Prueba y caracterización: grado de activación, valor de absorción de aceite, ángulo de contacto, viscosidad y preparación de material compuesto de carbonato de calcio/PVC para probar el rendimiento.
Efecto de modificación:
La mejor modificación del carbonato de calcio utiliza hidrolizado de anhídrido de ácido eleosteárico 1.5%. Esto da como resultado un grado de activación de 83.40%. También reduce el valor de absorción de aceite a 28.29 mL/100g y disminuye la viscosidad en 46.36%. El ángulo de contacto con el agua mide 99°. Al rellenar el PVC con carbonato de calcio modificado se aumenta la resistencia al impacto con entalla del compuesto. Se eleva de 8.455 kJ/m² a 10.216 kJ/m². El alargamiento de rotura también aumenta, pasando de 16.12% a 24.52%. El carbonato de calcio modificado tiene un efecto endurecedor sobre el material de PVC.
Formulación 17: Modificación de Span60
Modificador: Monoestearato de sorbitán (Span60).
Método de modificación:
Pesar una cantidad específica de polvo de carbonato de calcio pesado seco. Luego, medir lo mismo para las bolas de molienda. A continuación, colocar ambas en un molino de bolas limpio y seco, siguiendo la relación bola-material. Pesar la cantidad deseada de modificador. Disolverse en etanol anhidro. Luego, verter la mezcla en el molino de bolas. Poner en marcha el molino de bolas para comenzar la modificación. Después de la molienda con bolas, retirar la suspensión. Luego, colocarla en un horno de secado a 80 °C. Una vez seca, enfriar a temperatura ambiente. Finalmente, molerla para obtener una muestra de polvo de calcio pesado modificado.
Ensayo y caracterización: activación, volumen de sedimentación, valor de absorción de aceite, tamaño de partícula.
Efecto de modificación:
Después de la modificación, la activación de la superficie del polvo de calcio pesado aumenta. El volumen de sedimentación, el valor de absorción de aceite y el tamaño de las partículas disminuyen. El modificador Span60 se ha adsorbido con éxito en la superficie del polvo de calcio pesado. Esto mejora las propiedades de la superficie del polvo. La cantidad de modificador tiene el mayor impacto en el efecto de modificación. A continuación viene la relación bola-material. Después de eso, el tiempo de molienda de bolas y la velocidad de molienda de bolas también juegan un papel importante.
Las mejores condiciones para la modificación son:
- Velocidad de molienda de bolas: 300 r/min
- Tiempo de molienda de bolas: 1,5 horas
- Relación bola-material: 8:1
- Dosis modificadora: 2,0%
En estas condiciones, el grado de activación del polvo de calcio pesado modificado alcanza el 99,2%.
Fórmula 18: Modificación de la polimerización del acetato de polivinilo
Modificador: acetato de polivinilo.
Método de modificación:
(1) Modificación directa del acetato de polivinilo. Calentar la suspensión de carbonato de calcio pesado molido a 90 °C. Luego, agregar el acetato de polivinilo polimerizado mientras se agita rápidamente. Agitar a 90 °C durante 1 hora para finalizar la modificación.
(2) Modificación de polimerización in situ de acetato de polivinilo. Mezcle alcohol polivinílico y dodecilbencenosulfonato de sodio en la suspensión de carbonato de calcio pesado molido. Caliente la suspensión a 90 °C. Luego, encienda el emulsionante para disolver completamente el alcohol polivinílico. Finalmente, déjelo enfriar. Enfríe la mezcla a 68–70 °C. Luego, agregue OP-10 y 30% del acetato de vinilo total. Revuelva durante 20 minutos. A continuación, agregue 0,5% de persulfato de potasio en función del acetato de vinilo total. Deje que reaccione durante 30 minutos. Agregue lentamente el acetato de vinilo restante y otro 0,5% de persulfato de potasio. Mantenga una temperatura de 68–70 °C mientras agrega acetato de vinilo. Después de agregar todo el acetato de vinilo, aumente la temperatura a 90–95 °C. Luego, use una solución de bicarbonato de sodio 10% para ajustar el pH a 6-7 hasta que la reacción finalice y la modificación esté completa.
(3) Modificación con ácido esteárico. La suspensión de carbonato de calcio pesado molido se calienta a 90 ℃ y se agrega el ácido esteárico calentado y derretido bajo agitación a alta velocidad. La temperatura se mantiene y se agita durante 1 h para completar la modificación. Deshidratación, secado y trituración de carbonato de calcio pesado: utilice una centrífuga para deshidratar la suspensión de carbonato de calcio pesado modificado. Este proceso crea una torta de filtración de carbonato de calcio pesado modificado. La torta de filtración se coloca en un horno y se seca a 110 ℃ hasta que el contenido de humedad de la torta de filtración sea inferior a 0,31 TP3T, lo que se considera completado. La torta de filtración seca se coloca en un horno molino de chorro Para trituración y tamizado. El polvo obtenido después de la trituración y tamizado es el polvo pesado de carbonato de calcio utilizado para la granulación de PVC.
Ensayos y caracterización: ensayo termogravimétrico, ensayo de espectro infrarrojo, ensayo de rendimiento de PVC.
Efecto de modificación:
La suspensión de carbonato de calcio necesita una reacción de polimerización. Esto ayuda a que el acetato de polivinilo se adhiera a la superficie del carbonato de calcio.
El carbonato de calcio modificado con acetato de polivinilo ayuda a que los productos de PVC mantengan un color más cercano al intenso carbonato de calcio original. Esto es mejor que el carbonato de calcio modificado con ácido esteárico. El acetato de polivinilo reduce la fricción entre el carbonato de calcio y la resina de PVC. También reduce la viscosidad de la masa fundida y evita que la resina de PVC se descomponga durante la plastificación.
El carbonato de calcio modificado con acetato de polivinilo tiene mejores propiedades mecánicas en los materiales de PVC, en comparación con la modificación con ácido esteárico. Esto se debe principalmente a que el acetato de polivinilo ayuda al carbonato de calcio a mezclarse bien con la resina de PVC y añade elastómeros.
El carbonato de calcio modificado con acetato de polivinilo (polimerización in situ) tiene mejor aspecto en las piezas moldeadas por inyección de PVC de color que el carbonato de calcio modificado con ácido esteárico. Esto se debe a que el acetato de polivinilo ayuda a resolver el problema de compatibilidad entre el carbonato de calcio pesado y la resina de PVC.
Fórmula 19: Modificación del recubrimiento de almidón
Modificador: El almidón es el modificador principal y el estearato de sodio y el hexametafosfato de sodio son agentes auxiliares.
Método de modificación:
El almidón polimérico natural se utiliza como modificador. Primero, mezcle el almidón y el carbonato de calcio pesado de manera uniforme. Luego, prepárelos en una suspensión con la proporción y concentración adecuadas. Luego, revuelva y caliente la mezcla a 95 °C. Después de un tiempo, agregue una cierta cantidad de solución de estearato de sodio. El almidón de la mezcla pasa por una reacción compuesta durante un tiempo específico. Este proceso ayuda a lograr un nivel deseado de hidrofobicidad. Después de un período de reacción, se reduce la temperatura para mejorar la tasa de utilización del almidón. A continuación, agregue un poco de solución de hexametafosfato de sodio. Esto reticulará y precipitará el almidón en agua. Nos ayuda a usar el almidón de manera más efectiva. También aumenta la resistencia al corte del complejo en la superficie del carbonato de calcio pesado.
Las pruebas y caracterización incluyen:
- Blancura
- Opacidad
- Potencial zeta
- Tamaño y distribución de partículas
- Propiedades ópticas
- Propiedades de resistencia del papel relleno.
Efecto de modificación:
Las mejores condiciones para el carbonato de calcio pesado modificado son:
- Hexametafosfato de sodio 1.5%
- Concentración de mezcla 20%
- 60℃ para la reacción de precipitación
- Velocidad de agitación 200 rpm.
La modificación reduce la blancura y la opacidad del carbonato de calcio pesado. El potencial zeta cambia de positivo a negativo. El carbonato de calcio pesado modificado tiene partículas que son aproximadamente seis veces más grandes que las del carbonato de calcio pesado sin modificar. Su consistencia es aproximadamente 1/11 de la del tipo sin modificar. Además, el rango de distribución del tamaño de las partículas es más estrecho.
Con el mismo contenido de cenizas, el papel de relleno de carbonato de calcio pesado modificado tiene un rendimiento mucho más fuerte. Su fuerza de unión de fibras en la dirección Z es mucho mayor que la del papel de relleno de carbonato de calcio pesado no modificado. El papel de relleno de carbonato de calcio pesado modificado es menos blanco y menos opaco que la versión no modificada. Sin embargo, la diferencia no es significativa. A medida que aumenta la cantidad de relleno, el carbonato de calcio pesado no modificado retiene más inicialmente. Luego, el carbonato de calcio pesado modificado toma la delantera. En general, sus tasas de retención son similares. A medida que aumenta la poliacrilamida catiónica (CPAM), el carbonato de calcio pesado modificado retiene más que el tipo no modificado al principio. Luego, la tasa de retención para el carbonato de calcio pesado no modificado se vuelve más alta nuevamente. Sin embargo, las tasas de retención generales para ambos tipos son bastante similares. La modificación del almidón del carbonato de calcio pesado puede mejorar el efecto de encolado del dímero de alquilcetena (AKD) en el papel relleno.
Fórmula 20: Agente de acoplamiento de titanato y procesamiento integrado de molienda por flujo de aire
Modificador: agente de acoplamiento de titanato; constituye el 50% de la solución modificadora. El disolvente utilizado es etanol anhidro.
Método de modificación:
Se adopta el método de tratamiento integrado de trituración por flujo de aire y modificación de la superficie. Primero, agregue 1,5 kg de partículas de calcio pesado a la cámara de trituración por flujo de aire. A continuación, use la boquilla atomizadora y una bomba peristáltica para rociar la solución modificadora en la cámara de modificación. Se enciende la boquilla de trituración supersónica. El aire a alta presión tritura las partículas de calcio pesado en la cámara. Este proceso ayuda a modificar la superficie y lograr la trituración por flujo de aire. Pese el polvo de calcio pesado ultrafino cada 5 minutos. Luego, agregue la misma cantidad de polvo de calcio pesado a la cámara de trituración. Esto mantiene constante la masa de polvo de calcio pesado en la cámara. El experimento de trituración y modificación integrados finaliza después de 30 minutos.
Prueba y caracterización:
La tasa de descarga de trituración se utiliza para evaluar el efecto de trituración del flujo de aire de las partículas de calcio pesado. Una tasa de descarga de trituración más rápida utiliza menos energía de trituración para las partículas de calcio pesado, incluso a la misma velocidad de la rueda. Esto también conduce a un mejor efecto de trituración. Examinamos la distribución del tamaño de partícula del polvo. Esto nos ayuda a verificar si el proceso de modificación cambia el tamaño del polvo de calcio pesado. Cuando el tamaño de partícula del polvo de calcio pesado no cambia mucho, cuanto más rápida sea la tasa de descarga, mejor será el efecto de trituración. El calcio pesado ultrafino y la parafina líquida muestran cómo la modificación de la superficie afecta la viscosidad. Una viscosidad más baja significa que el polvo de calcio pesado ultrafino se mezcla mejor con la matriz orgánica. También hace que sea más fácil dispersarlo de manera uniforme. Esto da como resultado un mejor efecto de modificación de la superficie.
Efecto de modificación:
El cambio de la superficie durante la pulverización con flujo de aire puede aumentar la velocidad de descarga del polvo de calcio pesado ultrafino. Cuando la temperatura del flujo de aire alcanza los 60 °C, la solución modificadora tiene una fracción de masa de agente de acoplamiento de 50% y fluye a 1,5 ml/min. Como resultado, la velocidad de descarga de partículas de calcio pesado aumenta de 21,0 g/min a 56,7 g/min. Este es un aumento de 170%. La pulverización con flujo de aire cambia la superficie del polvo de calcio pesado. Esto hace que se mezcle bien con la matriz orgánica. Este proceso no altera en gran medida el tamaño de partícula del polvo de calcio pesado ultrafino. El tamaño depende principalmente de la velocidad de rotación de la rueda clasificadora.