نانو کربنات کلسیم نیاز به اصلاح سطح دارد

به دلیل اثر سطحی و خواص آب دوست و اولئوفوبیک نانوکربنات کلسیمنانو کربنات کلسیم اصلاح نشده دارای کاستی هایی از جمله پراکندگی، میل ترکیبی ضعیف و تراکم آسان در پلیمرهای آلی است که به طور جدی بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد. ، منجر به نقص رابط بین دو ماده می شود و هر چه میزان پر شدن نانو کربنات کلسیم بیشتر باشد، این کاستی ها آشکارتر می شوند و پر شدن بیش از حد ممکن است حتی عملکرد اصلی ماده را از بین ببرد.

بنابراین، نانو کربنات کلسیم به طور کلی به طور مستقیم استفاده نمی شود. ذرات نانو کربنات کلسیم پس از اصلاح سطح معمولاً "آگلومراسیون های نرم" را تشکیل می دهند و این "آگلومراسیون نرم" را می توان از طریق برش مکانیکی و نوسان اولتراسونیک، تنها با کمی جابجایی در طول فرآیند اعمال، تجزیه کرد. بنابراین اصلاح سطح نانومتری کربنات کلسیم از اهمیت بالایی برخوردار است.

انواع اصلاح کننده نانو کربنات کلسیم

مسیر اصلاح نانو کربنات کلسیم معمولاً واکنش‌های پیوند و جفت را اتخاذ می‌کند. با توجه به تفاوت در ساختار و ویژگی ها، اصلاح کننده ها را می توان به سورفکتانت ها، عوامل جفت کننده، پلیمرها و مواد معدنی تقسیم کرد.

سورفاکتانت

در حال حاضر، متداول‌ترین سورفکتانت‌ها شامل اسیدهای چرب، فسفات‌ها و ترکیبات پلیمری هستند.

ساختار گروه آلکیل با زنجیره بلند در یک انتهای مولکول اصلاح کننده اسید چرب شبیه به پلیمرها است. با توجه به اصل توصیف مشابه، آنها می توانند بهتر با ماتریس پلیمر سازگار باشند. گروه های قطبی مانند گروه های کربوکسیل در انتهای دیگر مولکول را می توان در مواد معدنی فیزیکی یا غیر آلی استفاده کرد. شیمیایی جذب روی سطح مواد (مانند کربنات نانو کلسیم) اتفاق می افتد.

استر فسفات عمدتاً با یون‌های فسفات و یون‌های کلسیم واکنش می‌دهد و فسفات را تشکیل می‌دهد که روی سطح کربنات کلسیم پوشانده می‌شود.

اصلاح برای بهبود خواص چربی دوست و آبگریز سطح نانومتری کربنات کلسیم انجام می شود.

ترکیبات پلیمری با کنترل اصلاح می شوند اندازه ذرات نانوذرات برای تغییر حالت سطحی خود. ترکیبات پلیمری حاوی گروه‌های اسید سولفونیک یا گروه‌های اسید کربوکسیلیک را می‌توان به‌عنوان اصلاح‌کننده، عمدتاً گروه‌های قابل یونیزاسیون، استفاده کرد.

عامل جفت

عامل جفت کننده با ترکیب دو ماده با خواص بسیار متفاوت، کربنات کلسیم و موجودات زنده، از طریق واکنش های شیمیایی یا درهم تنیدگی های فیزیکی با گروه های عاملی روی سطح کربنات کلسیم به ترتیب اصلاح می شود. از طریق پل مولکولی روی سطح نانومتری کربنات کلسیم، عامل جفت کننده اصلاح می شود. بهبود سازگاری بین نانومتری کربنات کلسیم و مواد آلی.

عامل جفت کننده تیتانات و عامل جفت کننده آلومینات در حال حاضر رایج ترین اصلاح کننده های نانو کربنات کلسیم عامل کوپلینگ هستند.

پلیمرها و مواد معدنی

پلیمر نوعی اصلاح کننده است که از طریق جذب جهت دار یک لایه جذب فیزیکی یا شیمیایی روی سطح کربنات کلسیم ایجاد می کند و به آن ویژگی های بار می دهد تا از تجمع و تجمع ذرات کربنات کلسیم برای بهبود پراکندگی جلوگیری کند.

به عنوان یک اصلاح کننده، الکترولیت های معدنی بر روی سطح کربنات نانو کلسیم جذب می شوند که می تواند قدر مطلق پتانسیل سطحی نانو کربنات کلسیم را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. در عین حال، درجه خیس شدن بین سطح کربنات نانو کلسیم و آب نیز افزایش می یابد که تا حدی از تشکیل نانو کربنات کلسیم جلوگیری می کند. تجمع در آب

اصلاح‌کننده‌های الکترولیت معدنی رایج شامل آلومینات سدیم، سیلیکات سدیم، آلوم، اسید فسفریک تغلیظ شده و غیره است.

روش اصلاح نانو کربنات کلسیم

روش های فعلی مورد استفاده برای اصلاح سطح نانومتری کربنات کلسیم عمدتاً عبارتند از: اصلاح واکنش شیمیایی موضعی، سطح پوشش اصلاح، اصلاح میکروامولسیون، اصلاح مکانیکی و اصلاح سطح با انرژی بالا.

اصلاح واکنش شیمیایی محلی

روش اصلاح واکنش شیمیایی موضعی عمدتاً به هدف اصلاح از طریق واکنش شیمیایی بین گروه‌های عاملی سطح نانومتری کربنات کلسیم و اصلاح‌کننده دست می‌یابد. این به دو فرآیند تقسیم می شود: روش خشک و روش مرطوب.

اصلاح خشک: اصلاح خشک به این صورت است که نانو کربنات کلسیم را به یک خمیر کن با سرعت بالا اضافه کرده، آن را بچرخانید و حرارت دهید. وقتی به دمای خاصی گرم شد، یک اصلاح کننده سطح اضافه کنید و اصلاح ورز دادن را انجام دهید. اصلاح خشک از روش ترکیب فیزیکی استفاده می کند و فرآیند نسبتاً ساده است. با این حال، از آنجایی که اندازه ذرات نانو کربنات کلسیم بسیار کوچک است، بین 40 تا 60 نانومتر، سطح ویژه و الکتریسیته ساکن زیادی دارد و به راحتی به ذرات بزرگتر متراکم می شود. تراکم باعث کاهش درجه فعال سازی ذرات کربنات نانو کلسیم و پراکندگی ضعیف می شود، بنابراین اثر اصلاح ایده آل نیست.

اصلاح مرطوب: اصلاح مرطوب عبارت است از افزودن اصلاح‌کننده‌های سطحی به سوسپانسیون کربنات نانوکلسیم برای عملیات سطحی در مراحل بعدی کربن‌سازی و اصلاح کامل سطح تحت شرایط دمایی و همزدن خاص. اصلاح مرطوب توسط سازندگان کربنات کلسیم استفاده می شود و جریان فرآیند آن عبارت است از:

پس از اصلاح مرطوب نانو کربنات کلسیم، باید آن را خشک، پراکنده و بسته بندی کرد. برای قسمت پراکنده سه نوع تجهیزات به عنوان پراکنده توصیه می شود. تاثیر بهتری داره

1. توده معینی از سوسپانسیون Ca(OH)2 را تهیه کنید، مقدار مناسبی از عامل کنترل شکل کریستالی را تحت شرایط گرما و هم زدن اضافه کنید و سپس گاز مخلوطی از CO2 و N2 را وارد کنید تا کربن شود و سرعت کربنیزاسیون را با روش تیتراسیون اندازه گیری کنید.
2. مقدار مناسبی از اصلاح کننده سطح را به سوسپانسیون نانو کربنات کلسیم اضافه کنید و کاملاً هم بزنید تا اصلاح کننده سطح به طور یکنواخت سطح نانو کربنات کلسیم را بپوشاند.
3. ذرات نانو کربنات کلسیم اصلاح شده مرطوب را از طریق فیلتراسیون مکش، خشک کردن، خرد کردن و الک کردن بدست آورید.

روش اصلاح پوشش سطحی

به یک روش اصلاح اشاره دارد که در آن اصلاح‌کننده سطح و سطح نانومتری کربنات کلسیم فقط با نیروی واندروالس یا روش‌های فیزیکی بدون واکنش شیمیایی به هم متصل می‌شوند.

این روش می تواند با افزودن سورفکتانت به محلول در حین تهیه نانو کربنات کلسیم، به هدف آماده سازی و اصلاح همزمان دست یابد، زیرا وجود سورفکتانت باعث می شود کربنات کلسیم تولید شده با این روش دارای خواص پراکندگی خوبی باشد. بهتر کردن.

روش اصلاح میکروامولسیون

روش اصلاح میکروامولسیون اصلاح کپسولاسیون نیز نامیده می شود. این روش با پوشش دادن سطح کربنات نانو کلسیم با لایه ای از مواد دیگر اصلاح می شود تا ویژگی های ذاتی سطح ذرات تغییر کند.

اگرچه این روش مشابه روش اصلاح پوشش سطحی است، اما فیلم پوشش داده شده روی سطح نانو کربنات کلسیم پس از اصلاح با این روش، یکنواخت تر از آن است که با پوشش سطحی اصلاح شده است.

روش های اصلاح مکانیکی

روش اصلاح مکانیکی شیمیایی روشی اصلاحی است که از نیروی مکانیکی قوی برای فعال کردن عمدی سطح ذرات استفاده می کند و باعث جابجایی شبکه مولکولی، تغییر ساختار فیزیکی و شیمیایی و ساختار کریستالی سطحی آن و بهبود واکنش پذیری ذرات با مواد آلی یا معدنی می شود. .

این روش اصلاح برای ذرات بزرگ کربنات کلسیم بسیار موثر است. در مورد کربنات کلسیم در مقیاس نانو، به دلیل اندازه ذرات کوچک آن، روش اصلاح مکانیکی شیمیایی از طریق خرد کردن و آسیاب مکانیکی دیگر نمی‌تواند اصلاح عالی اعمال کند. اثرات جنسی

استفاده کامل از اثرات نانو ذرات، بهبود خواص سطحی نانوذرات، بهبود پراکندگی و سازگاری نانوذرات در ماتریس و تهیه مواد کامپوزیتی با عملکرد عالی زمینه‌های کاربرد مواد را گسترش می‌دهد.

نانو کربنات کلسیم محصولی پیشرفته در زمینه کربنات کلسیم است. با بهبود کیفیت نانو کربنات کلسیم کشور من، هزینه آن همچنان کاهش می یابد. اکنون نه تنها می تواند جایگزین واردات شود، بلکه شروع به صادرات به بازار بین المللی می کند. من معتقدم که چشم انداز بازار نانو کربنات کلسیم داخلی روز به روز امیدوارکننده تر خواهد شد. .