کربنات کلسیم یک ماده معدنی حیاتی است شیمیایی. به طور گسترده ای در صنایعی مانند پلاستیک، لاستیک، پوشش و کاغذ سازی استفاده می شود. در سال های اخیر، استفاده از رزین های مصنوعی و مواد شیمیایی رو به رشد بوده است. بنابراین، مصرف انرژی روزانه افزایش یافته است. در صنایع پلاستیک، لاستیک و سایر صنایع، مردم به فکر افزودن پرکننده هستند. اما این پرکننده های غیر آلی هستند. این پرکننده ها از نظر منابع غنی و ارزان هستند. آنها به پلیمرهای مصنوعی اضافه می شوند. ما می خواهیم تا جایی که می توانیم به پلاستیک ها و لاستیک ها پرکننده معدنی (مانند کربنات کلسیم) اضافه کنیم. اما همچنان باید خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات را حفظ کنیم.
کربنات کلسیم ساده نمونه ای از پرکننده های غیر آلی معمولی است. برآوردن این الزامات سخت است. آنها باید تغییر کنند تا عملکرد کلی آنها بهبود یابد. صنعت مواد کامپوزیت رشد سریعی را تجربه می کند. کربنات کلسیم در حال حاضر یک پرکننده و یک اصلاح کننده مهم است.
کربنات کلسیم فعال قابلیت پرکردن زیادی در پلاستیک دارد. می تواند هزینه ها را کاهش دهد. این می تواند سختی، سفتی، ثبات اندازه و پایداری حرارتی محصولات را بهبود بخشد. ما کربنات کلسیم معمولی را اصلاح می کنیم تا کربنات کلسیم فعال بدست آوریم. به این ترتیب می تواند محصولات کامپوزیت را پر و اصلاح کند. اینها شامل تغییرات در شکل کریستالی است، اندازه ذرات، و محدوده اندازه. آنها همچنین خواص سطحی کربنات کلسیم را تغییر می دهند.
روش اصلاح کربنات کلسیم
یکی این است که اندازه ذرات را طوری تغییر دهید که ذرات کربنات کلسیم ریز یا بسیار ریز باشند. این شامل تغییر شکل کریستالی و محدوده اندازه ذرات است. استفاده از کربنات کلسیم ریز یا بسیار ریز کمک می کند. شکل های کریستالی متفاوتی دارد. این باعث بهبود توانایی آن در پخش رزین می شود. همچنین اثر تقویتی را در پلاستیک، لاستیک و سایر محصولات فراهم می کند. این محصولات دارای ذرات ریز و سطح وسیعی هستند.
این روش نیاز به به روز رسانی فرآیند قدیمی دارد. به کربنات، پودر شدن و خشک کردن کربنات کلسیم بهتر نیاز دارد. فرآیند تولید پیچیده است. هنگام تولید انبوه، خشک کردن اقلام سخت است و ساخت آنها هزینه زیادی دارد.
دوم بهبود سطح کربنات کلسیم است. این باعث می شود که از غیر آلی به ارگانیک تبدیل شود. این امر سازگاری آن را با رزین های آلی افزایش می دهد. این تغییر باعث بهبود ساخت و کیفیت محصولات نیز خواهد شد.
در این روش عمدتاً از مولکول های آمفیفیلیک استفاده می شود. آنها دارای هر دو گروه معدنی و آلی هستند. اینها شامل سورفکتانت ها، اسیدهای با زنجیره بلند و عوامل جفت کننده هستند. آنها از آنها برای اصلاح سطح کربنات کلسیم استفاده می کنند. فرآیند و تجهیزات آن نسبتاً ساده و قابل اجرا هستند. عامل کوپلینگ نو است. کربنات کلسیم در اندازه های مختلف را درمان می کند. اصلاح خیلی خوبه بیشتر و بیشتر در ساخت مواد کامپوزیت استفاده شده است. این مواد شامل پلاستیک و لاستیک است. این یک راه موثر برای گسترش انواع جدید پرکننده های کربنات کلسیم است.
مواد آلی مناسب برای اصلاح کربنات کلسیم
بسیاری از مواد می توانند سطح کربنات کلسیم را تغییر دهند. اما تحقیقات گذشته بیشتر بر استفاده از اسیدهای آلی متمرکز بوده است. آنها از آنها برای تولید کربنات کلسیم فعال استفاده می کنند. نقش اسید آلی بر روی سطح کربنات کلسیم عمدتاً جذب فیزیکی است. روانکاری بین سطح کربنات کلسیم و رزین را فراهم می کند. افزودن اسید آلی می تواند خواص رئولوژیکی و پردازشی مواد را تغییر دهد. اما، به سختی به خواص فیزیکی محصول کمک می کند.
مطالعات اخیر نشان داده است که وقتی کربنات کلسیم با یک عامل جفت کننده درمان می شود، انتهای معدنی و آلی عامل می تواند با سطح آن واکنش نشان دهد. آنها همچنین می توانند با رزین های آلی واکنش دهند. در همان زمان، آنها می توانند با رزین آلی در هم بپیچند. در حضور یک عامل اتصال عرضی، اتصال عرضی نیز می تواند رخ دهد. این اثر قطبیت سطحی کربنات کلسیم را تغییر می دهد. این همچنین باعث افزایش چسبندگی بین کربنات کلسیم و رزین آلی می شود. بنابراین، افزودن یک عامل جفت کننده می تواند پردازش محصولات پر شده با کربنات کلسیم را افزایش دهد. همچنین می تواند خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات را بهبود بخشد.
عوامل جفت کننده تیتانات و آلومینات بهتر هستند. آنها سطح کربنات کلسیم را اصلاح می کنند. با این حال، کربنات کلسیم تیمار شده با عوامل جفت کننده تیتانات، رنگ آن را تغییر می دهد. این به دلیل اکسیداسیون هنگام استفاده در برخی از پلیمرها اتفاق می افتد. در طول ذخیره سازی یا پردازش، انتهای آلی مولکول تیتانات می تواند از هم جدا شود. این ممکن است به دلیل هیدرولیز یا الکلیز اتفاق بیفتد. در عین حال، دمای تجزیه حرارتی تیتانات کمتر از آلومینات است. پس بهتر است از کوپلینگ های آلومیناتی استفاده شود. آنها برای درمان کربنات کلسیم استفاده می شوند.
کربنات کلسیم با عوامل جفت کننده آلومینات فعال می شود. مولکول های این عوامل آمفیفیلیک هستند. آنها یک انتهای معدنی-فیلیک و یک انتهای آلی-فیلیک دارند. عامل جفت کننده روی سطح کربنات کلسیم عمل می کند. یون های کلسیم و کربنات روی سطح ذرات با آب موجود در هوا برخورد کرده و هیدرولیز می شوند. این یک سطح هیدروکسیل قلیایی و اولئوفوبیک ایجاد می کند.
گروه های هیدروکسیل سطحی کربنات کلسیم می توانند با انتهای معدنی-فیلیک عامل جفت کننده آلومینات پیوند برقرار کنند. این ترکیب ذرات کربنات کلسیم اصلاح شده را تولید می کند. این ذرات کربنات کلسیم دارای یک سطح اصلاح شده هستند. آنها با رزین ها مخلوط می شوند. انتهای آلی مولکول های عامل جفت کننده می تواند با مولکول های رزین در هم بپیچد. عامل جفت کننده کربنات کلسیم را فعال می کند. این امر میل آن را با رزین آلی بهبود می بخشد. رزین را اصلاح و تقویت می کند.