Carbonate de calcium Le carbonate de calcium est un composé inorganique qui aime l'eau. Il présente de nombreuses structures hydroxyles à sa surface. Il a peu d'affinité pour les polymères organiques. Il forme facilement des agrégats mais se disperse de manière inégale au sein de ceux-ci. Cela crée des défauts aux interfaces entre les matériaux composites. L'application directe donne de mauvais résultats. Ces défauts deviennent plus évidents à mesure que la quantité de remplissage augmente. Un remplissage excessif peut même rendre le produit inutilisable. Pour renforcer l'effet renforçant du carbonate de calcium, nous devons modifier la poudre. Nous devons également améliorer sa dispersion dans les composites. Cela améliorera les propriétés physiques des composites chargés de carbonate de calcium. Nous devrions utiliser différentes méthodes pour élargir les utilisations du matériau. Cela en fera un matériau fonctionnel, renforçant et remplissant.
Il existe deux principales façons de modifier le carbonate de calcium. L'une consiste à changer le la taille des particules. Cela rend les particules fines ou ultrafines. Cela améliore leur dispersibilité dans la résine. Ce changement rend les plastiques, le caoutchouc et d'autres produits plus résistants. Cela se fait en laissant les particules les renforcer. Les particules sont minuscules et ont une grande surface spécifique.
L’autre façon consiste à améliorer la surface de la poudre. Cela le fait passer d’hydrophile à lipophile. Cela augmente la compatibilité de la poudre avec les résines organiques. Cela améliore également le traitement et les propriétés physiques et mécaniques du produit.
Cette méthode utilise principalement des modificateurs de surface pour activer la surface du carbonate de calcium. Ce qui suit présente plusieurs principaux modificateurs de surface pour le carbonate de calcium.
Modificateur inorganique
Les dispersants d'électrolytes inorganiques adhèrent à la surface du nanocarbonate de calcium. Ils peuvent faire deux choses. Premièrement, ils créent une forte répulsion électrostatique en augmentant le potentiel de surface. Deuxièmement, ils induisent un fort effet de répulsion spatiale.
Dans le même temps, cela peut également rendre la surface du nanocarbonate de calcium plus mouillable à l’eau. Cela l'empêche de s'agglutiner dans l'eau.
Les substances inorganiques sont couramment utilisées. Elles comprennent principalement l'acide phosphorique condensé, l'aluminate et les sels inorganiques. Elles contiennent également des ions acides, alcalins, alun et inorganiques. Le carbonate de calcium nano a une faible résistance aux acides. Cela limite son champ d'utilisation. L'acide phosphorique peut modifier sa surface. Cela forme un mélange complet et dense revêtementLe revêtement utilise l'effet hydrophobe. Il utilise également un obstacle stérique pour l'empêcher de toucher les ions hydrogène internes. Cela peut améliorer la dispersion et l'activation du carbonate de calcium. Cela améliorera également sa résistance aux acides et élargira ses applications.
Le pH du produit est de 5,0 à 8,0. Il s'agit d'une baisse de 1,0 à 5,0 par rapport à avant le traitement. Le produit est difficile à dissoudre dans les acides faibles comme l’acide acétique. Il a une bonne résistance aux acides. Ce produit peut être utilisé dans les industries. Il s’agit notamment des plastiques, du caoutchouc, des revêtements, de la fabrication du papier, des aliments et du dentifrice.
Acides gras et leurs sels modificateurs
Les modificateurs d'acide gras ou de stéarate sont des modificateurs traditionnels de charges de carbonate de calcium. Ils sont peu coûteux et ont de bons effets de modification sur les charges de carbonate de calcium. Ce type de modificateur est principalement aliphatique, aromatique ou aralkyle. Il contient des groupes hydroxyle, amino ou thiol. Une extrémité de cette molécule d’acide gras est un groupe alkyle à longue chaîne. Il se combine bien avec les polymères. L'autre extrémité du RCOO peut se lier aux ions calcium à la surface du carbonate de calcium. Cette liaison forme une couche de revêtement active. Il empêche les particules de carbonate de calcium de s'agglutiner. Les acides gras couramment utilisés sont l'acide stéarique et ses sels. De plus, la lignine, l'acide résinique et ses sels peuvent également être utilisés pour traiter la surface du carbonate de calcium.
Jea et coll. J'ai étudié l'effet du carbonate de calcium modifié par l'acide stéarique sur l'écoulement du polypropylène. Les résultats ont montré qu’il améliorait considérablement la résistance et la ténacité du polypropylène.
Modificateurs de phosphate
L'ester de phosphate modifie principalement la poudre de carbonate de calcium. Pour ce faire, il fait réagir le Ca2+ avec la surface de la poudre pour former un ester. Cela forme un sel de phosphate de calcium à la surface de la poudre. Cela modifie les propriétés de la poudre. Les composés d'ester de phosphate peuvent modifier la poudre de carbonate de calcium. Cela peut grandement améliorer la transformabilité et la résistance des composites. Il améliore également la résistance aux acides et la sécurité incendie.
Yan et coll. étudié la microstructure et les propriétés physiques des composites PVC/nouveaux nano-carbonates de calcium modifiés au phosphate. Les résultats ont montré que les composites PVC renforcés au nanocarbonate de calcium modifié étaient très renforcés. Cela a amélioré leurs propriétés physiques.
Modificateur d'agent de couplage
L'agent de couplage est une substance à structure amphiphile. Une partie de la molécule possède des groupes polaires hydrophiles. Ils peuvent réagir avec des groupes fonctionnels à la surface de la poudre. Cela forme de fortes chimique Les liaisons. L'autre partie possède des groupes hydrophobes non polaires. Ils peuvent réagir ou s'emmêler avec des polymères organiques. Cette action lie fermement la poudre de carbonate de calcium et la matrice polymère. Ce sont deux matériaux aux propriétés très différentes. Ils les lient par l'intermédiaire de la couche d'interface.
Cependant, cette méthode présente trois problèmes. Premièrement, le prix des agents de couplage est élevé. Deuxièmement, différents polymères sont sélectifs. De plus, lorsqu’ils sont utilisés dans certains polymères, ils peuvent se décolorer. Ils sont également susceptibles de se décomposer pendant le stockage ou le mélange.
Des dizaines d'agents sont utilisés pour traiter les surfaces en carbonate de calcium. Ils sont utilisés tant au pays qu’à l’étranger. Les agents de couplage couramment utilisés comprennent le silane, le titanate et l'aluminate. Il existe également des agents de couplage composites, etc.
Introduction de 4 agents de couplage pour le carbonate de calcium modifié
Un agent de couplage silane
L’agent de couplage silane a été développé très tôt et constitue le type d’agent de couplage le plus largement utilisé. Pour la plupart des agents de couplage silane, il y a trop peu de groupes hydroxyle. Il est donc difficile, voire impossible, de réagir avec du carbonate de calcium lourd. La résine et l'agent de couplage silane se modifient uniquement lorsqu'ils ont des groupes similaires. He Yi et coll. Ils ont choisi l'agent de couplage silane KH560. Ils l'ont utilisé pour modifier la surface du carbonate de calcium lourd. Ils ont mis le carbonate de calcium lourd modifié dans de la résine époxy. Cela a amélioré la stabilité thermique, la compatibilité et la résistance à la corrosion du revêtement époxy.
Agent de couplage titanate
L'agent de couplage Titanate est un produit. La Kenrich Petrochemical Company aux États-Unis l'a développé. Ils ont été fabriqués à la fin des années 1970. Les agents de couplage titanate sont divisés en types basés sur la structure moléculaire. Il en existe quatre types : monoalcoxy, monoalcoxy pyrophosphate, coordination et chélate. Parmi eux, le type monoalcoxy convient aux systèmes de remplissage sec. Ces systèmes ne contiennent pas d'eau gratuite. Ils n’ont que de l’eau liée chimiquement ou physiquement. Les trois autres types d'agents de couplage titanate n'ont aucune exigence relative à la teneur en eau.
Les agents de couplage titanate affectent le carbonate de calcium lourd. L’industrie du caoutchouc l’utilise pour réduire la quantité de caoutchouc et d’antioxydants. Il améliore également la résistance à l’usure et les performances anti-âge du produit. L'agent de couplage est ajouté au carbonate de calcium lourd présent dans le revêtement. Il améliore la dispersibilité, la fluidité, la stabilité thermique et les propriétés mécaniques. Il est utilisé dans la fabrication du papier pour améliorer la résistance du papier et l'impression. Même s’il est efficace, il présente de nombreux inconvénients. Il s'oxyde et se décolore facilement. Il se décompose à basse température. Sa partie organique est sujette à la dégradation ou à l'hydrolyse. C’est nocif pour les personnes et l’environnement. Ces défauts limitent grandement son utilisation.
Agent de couplage aluminate
L'Université normale du Fujian a créé un agent de couplage aluminate. Cela peut améliorer la résistance et l’efficacité d’un produit. Cela fonctionne comme un agent de couplage titanate. L'agent de couplage aluminate présente des avantages par rapport à l'agent de couplage titanate. Il a une couleur claire, est non toxique, solide à température ambiante et thermiquement stable. Il est également facile à utiliser. Dans le même temps, l'agent de couplage aluminate ajoute également des effets lubrifiants et plastifiants. Ainsi, il modifie mieux le carbonate de calcium lourd que le silane et le titanate. Les gens utilisent souvent du carbonate de calcium lourd pour remplir le polypropylène. Ils l'utilisent également pour remplir du chlorure de polyvinyle et du polyuréthane dur. Ils utilisent un agent de couplage aluminate pour le modifier. La quantité de remplissage a augmenté. Mais les produits obtenus conservent de bonnes propriétés. Ils réduisent également le coût.
Modificateur de couplage composite
Le modificateur est basé sur un agent de couplage. Il est combiné avec d'autres modificateurs, agents de surface et agents de réticulation. Ils l'utilisent pour modifier le carbonate de calcium lourd. Deux modificateurs ou plus sont sélectionnés en même temps pour modifier le carbonate de calcium lourd. Cela fait ressortir les avantages de chaque modificateur. L'effet de modification du carbonate de calcium lourd est meilleur. Il peut mieux répondre à divers besoins.
Modificateurs de polymères
L'ajout de polymère au carbonate de calcium peut améliorer sa stabilité de dispersion. Cela est vrai dans les systèmes non aqueux. Les gens croient généralement que le carbonate de calcium enrobé de polymère est de deux types. Dans un type, le monomère s'adsorbe d'abord sur la surface de la poudre. Ensuite, il commence à polymériser. Il forme une très fine couche de polymère en surface. L'autre consiste à dissoudre le polymère dans un bon solvant. Ensuite, ajoutez du carbonate de calcium. Le polymère est lentement adsorbé sur le carbonate de calcium. Cela exclut le solvant et forme un revêtement. Ces polymères peuvent adhérer de manière directionnelle à la surface de la poudre de carbonate de calcium. Cela donne à la poudre une caractéristique chargée. Les polymères forment une couche à la surface de la poudre. Ils le font par adsorption physique et chimique. Cette couche empêche les particules de poudre de s'agglutiner et améliore leur dispersibilité. En même temps, il possède une chaîne carbonée lipophile plus longue. Cela fonctionne également bien avec la résine. Il a une forte interaction et un bon effet de couplage.
L'ajout de carbonate de calcium nanométrique au PMMA réduit sa taille de particule à l'échelle nanométrique. Il rend également le produit plus solide et plus résistant. Lorsqu'il est modifié avec un copolymère d'acide sulfonique alcoxystyrène-styrène, la dispersibilité est également considérablement améliorée. Les oligomères de polyoléfine, comme cire de polyéthylène et le polypropylène aléatoire, se lient bien au carbonate de calcium nano. Ils ont de bons effets mouillants. Nous pouvons les mélanger avec du carbonate de calcium nano dans une certaine proportion. Nous pouvons ensuite ajouter des tensioactifs. Ce processus les transforme en nouvelles charges masterbatch. Ces charges sont largement utilisées dans de nombreux domaines.
EPIC Powder produit 4 types d’équipements de modification de revêtement de surface en carbonate de calcium
Le traitement de la poudre de carbonate de calcium s'est amélioré. Le carbonate de calcium traité en surface a de nombreuses utilisations et des performances supérieures. Les pays sont donc en compétition pour développer des traitements contre cette maladie. L'objectif principal est de développer et de créer de nouveaux modificateurs de surface. Ils doivent être peu ou non toxiques et avoir des effets significatifs. C’est l’objectif premier de l’industrie du carbonate de calcium.