Kalsium karbonat dimodifikasi Formula ini telah menarik perhatian yang signifikan di berbagai industri karena sifat-sifatnya yang ditingkatkan. Proses modifikasi ini mengubah sifat permukaan kalsium karbonat. Membantu kalsium karbonat bekerja lebih baik dengan berbagai material. Kalsium karbonat yang dimodifikasi menunjukkan dispersi yang lebih baik, stabilitas yang lebih baik, dan kinerja yang lebih baik. Ini berguna dalam plastik, cat, dan pelapis. Para peneliti selalu mencari cara baru untuk meningkatkan formula. Mereka ingin mengikuti perubahan kebutuhan pasar. Secara keseluruhan, formula kalsium karbonat yang dimodifikasi merupakan kemajuan yang menjanjikan dalam ilmu material.
Partikel Ca2+ dan CO32- dari kalsium karbonat berat yang hancur bereaksi dengan air. Hal ini menciptakan gugus hidroksil. Akibatnya, kalsium karbonat berat menjadi hidrofilik. Namun, polimer organik bersifat lipofilik dan hidrofobik. Sifat permukaan kalsium karbonat berat dan polimer organik yang berbeda menyebabkan kompatibilitas yang buruk. Hal ini mengakibatkan dispersi yang tidak merata dan ikatan yang lemah pada antarmuka. Komposit berbasis polimer sering kali menghadapi cacat antarmuka selama penggunaan. Hal ini dapat menurunkan kinerjanya. Oleh karena itu, permukaan kalsium karbonat berat harus dimodifikasi secara organik.
Formula yang dimodifikasi kalsium karbonat
Ada banyak jenis pengubah permukaan. Formulanya, termasuk jenis, dosis, dan penggunaan, sangat spesifik. EPIC Powder telah menciptakan 20 formula khusus untuk memodifikasi kalsium karbonat berat. Prosesnya melibatkan metode basah dan kering. Jenis pengubah tersebut meliputi asam stearat (natrium), agen penggandeng silana, agen penggandeng titanat, agen penggandeng aluminat, surfaktan, bahan organik polimer, pengubah pati dan komposit, dll., hanya untuk referensi Anda. Rinciannya adalah sebagai berikut:
- Formula 1: Modifikasi penggilingan basah asam stearat
- Formula 2: Modifikasi kering natrium stearat
- Formula 3: Modifikasi basah KH-550
- Formula 4: Perbandingan efek modifikasi kering dari agen penggandeng titanat dan aluminat
- Formula 5: Membandingkan efek natrium stearat dan agen penggandeng aluminat untuk modifikasi basah.
- Formula 6: Perbandingan efek modifikasi basah natrium stearat dan agen penggandeng
- Formula 7: Perbandingan efek modifikasi kering surfaktan, minyak silikon, dll.
- Rumus 8: Kopling = Perbandingan efek modifikasi surfaktan dan surfaktan
- Formula 9: Perbandingan efek modifikasi kering surfaktan, asam stearat, agen penggandeng, dan minyak silikon
- Formula 10: Modifikasi komposit agen penggandeng asam stearat-titanat (penggilingan bola basah)
- Formula 11: Modifikasi komposit agen penggandeng asam stearat-titanat (metode kering)
- Formula 12: Modifikasi komposit asam oleat dan agen penggandeng
- Formula 13: Modifikasi pengubah komposit berbasis air
- Formula 14: Modifikasi kering emulsi polimer
- Formula 15: Modifikasi diester asam tartarat dipalmitoil
- Formula 16: Modifikasi kering hidrolisat anhidrida asam eleostearat
- Formula 17: Modifikasi sorbitan monostearat (Span60)
- Formula 18: Modifikasi polimerisasi polivinil asetat
- Formula 19: Pati lapisan modifikasi
- Formula 20: Perawatan terpadu agen kopling titanat dan penggilingan aliran udara
Formulasi 1: Modifikasi penggilingan basah asam stearat
Pengubah: asam stearat.
Metode modifikasi: Timbang 900g bubuk kalsium karbonat. ukuran partikel harus sekitar 45μm. Siapkan bubur dengan fraksi massa padat 75%. Kemudian, tambahkan asam stearat. Jumlah asam stearat harus 1%-3% dari massa bubuk kalsium karbonat. Viskositas awal bubur adalah 147mPa·s pada 42°C, dan viskositasnya adalah 228mPa·s setelah didiamkan selama 20 menit. Volume bubur kalsium karbonat sekitar 600mL. Aduk dengan kecepatan 1000r/menit selama 90 menit dalam pendispersi pengaduk. Hentikan pengadukan. Keluarkan bubur dan masukkan ke dalam oven pengering yang diatur ke 180°C. Setelah kering, keluarkan blok yang dimodifikasi. Kemudian, gunakan pulverizer berkecepatan tinggi untuk menghancurkannya selama 3 menit. Ini akan memberi Anda bubuk kalsium karbonat yang dimodifikasi.
Uji dan karakterisasi: ukuran partikel, aktivasi permukaan, nilai penyerapan minyak, keputihan.
Efek modifikasi:
Anda dapat menggiling dan memodifikasi kalsium karbonat berat pada suhu ruangan. Proses ini mengurangi ukuran partikel dari 45μm menjadi 2μm. Saat Anda menambahkan lebih banyak asam stearat, aktivasi kalsium karbonat berat meningkat. Pada saat yang sama, nilai penyerapan minyak menurun. Saat asam stearat meningkat menjadi 2% (fraksi massa), aktivasi kalsium karbonat berat melampaui 98%. Selain itu, nilai penyerapan minyak turun menjadi 0,267g/g. Menggiling dan memodifikasi kalsium karbonat berat bersama-sama membantu menurunkan biaya produksi. Hal ini membuat produk lebih kompetitif.
Formula 2: Modifikasi kering natrium stearat
Pengubah: natrium stearat.
Metode modifikasi: Mulailah dengan mengeringkan kalsium karbonat berat dalam oven untuk menghilangkan kelembapan. Selanjutnya, timbang sejumlah bubuk kering dan masukkan ke dalam labu berleher tiga. Letakkan labu dalam penangas air pada suhu yang telah ditentukan dan aduk. Kemudian, tambahkan natrium stearat dalam jumlah yang telah diukur dan aduk selama waktu yang ditentukan. Terakhir, dinginkan campuran untuk memperoleh kalsium karbonat berat yang telah dimodifikasi.
Uji dan karakterisasi: FT-IR, XRD, SEM, Potensi Zeta.
Efek modifikasi:
Ketika suhu modifikasi adalah 70°C, jumlah natrium stearat adalah 1,5% dari massa kalsium karbonat berat, waktu modifikasi adalah 50 menit, dan kecepatannya adalah 700r/menit, laju aktivasi kalsium karbonat berat yang dimodifikasi natrium stearat adalah 85,6%, dan efek modifikasinya baik. Spektrum inframerah kalsium karbonat berat dengan natrium stearat menunjukkan puncak. Ada puncak peregangan simetris -CH2- pada 2850 cm-1 dan puncak peregangan antisimetrik pada 2920 cm-1. Puncak difraksi sinar-X bergeser ke sudut yang lebih tinggi. Potensi zeta meningkat dari 14,1 mV menjadi 30,2 mV, dan ukuran partikel menurun. Ini menunjukkan bahwa natrium stearat dicangkokkan ke permukaan kalsium karbonat berat. Namun, modifikasi tidak mengubah bentuk kristal kalsium karbonat. Kalsium karbonat berat yang dimodifikasi memiliki dispersibilitas yang baik.
Formula 3: Modifikasi basah KH-550
Pengubah: γ-kloropropiltrietoksisilana (KH-550), natrium stearat, agen penggandeng titanat.
Metode modifikasi:
- Modifikasi cangkok dengan metode basah.
- Timbang 200 g kalsium karbonat berat ultrahalus kering.
- Larutkan dalam 300 gram etanol anhidrat.
- Panaskan dan aduk dalam penangas air pada suhu 80℃ selama 10 menit.
- Kemudian tambahkan 2,5% massa serbuk bahan pembantu modifikasi.
- Terus bereaksi dalam kondisi yang sama selama 60 menit.
- Terakhir, saring, cuci, dan keringkan selagi panas untuk mendapatkan bubuk kalsium karbonat berat ultrahalus yang dimodifikasi.
Pengujian dan Karakterisasi:
- Spektroskopi inframerah transformasi Fourier
- Analisis termogravimetri
- Analisis ukuran partikel
- Uji sifat reologi karet silikon
- Uji sifat mekanik
Efek modifikasi:
Data reologi menunjukkan bahwa kalsium karbonat berat ultrafine yang dimodifikasi terdispersi dengan baik dalam karet silikon. Ia juga memiliki kompatibilitas yang lebih baik dengan koloid daripada versi yang tidak dimodifikasi. Kalsium karbonat berat ultrafine tidak memiliki efek penguatan nano dalam ukuran. Hal ini melemahkan interaksi antara kalsium karbonat berat ultrafine yang diolah permukaan dan karet silikon. Akibatnya, kinerja karet silikon setelah vulkanisasi menurun dibandingkan dengan menggunakan kalsium karbonat berat ultrafine yang tidak dimodifikasi. KH-550 memiliki fitur khusus seperti gugus amino dan alkoksi. Karena itu, kalsium karbonat berat ultrafine yang diolah dengan KH-550 menyebar dengan mudah dalam karet silikon. Ia juga membentuk bahan kimia berikatan dengan karet. Hasilnya, karet silikon RTV menunjukkan sifat mekanis yang sangat baik.
Formula 4: Perbandingan efek modifikasi kering dari agen kopling titanat dan aluminat
Pengubah: agen penggandeng titanat JN-114, agen penggandeng aluminat DL-411.
Metode modifikasi: timbang sejumlah kalsium karbonat berat dan masukkan ke dalam mixer berkecepatan tinggi. Setelah memanaskan material hingga suhu eksperimen, tambahkan pengubah permukaan. Setelah waktu reaksi tertentu, hentikan pengadukan untuk memperoleh kalsium karbonat berat yang dimodifikasi permukaan.
Uji dan karakterisasi: indeks aktivasi, sudut kontak, spektrum inframerah, kinerja material komposit polipropilena.
Efek modifikasi:
(1) Agen penggandeng titanat JN-114 secara kimiawi mengadsorpsi pada permukaan kalsium karbonat berat.
Kondisi terbaik untuk modifikasi kering kalsium karbonat berat adalah:
- Dosis JN-114: 1,0%
- Suhu modifikasi: 70℃
- Waktu modifikasi: 30 menit.
Dalam kondisi ini, kalsium karbonat berat yang dimodifikasi mencapai sudut kontak 114,34°. Indeks aktivasi juga mencapai 99,21%.
(2) Agen penggandeng aluminat DL-411 secara kimiawi mengadsorpsi pada permukaan kalsium karbonat berat.
Kondisi terbaik untuk modifikasi kering kalsium karbonat berat adalah:
- Dosis DL-411: 1,0%
- Suhu modifikasi: 90℃
- Waktu modifikasi: 30 menit
Dalam kondisi ini, sudut kontak kalsium karbonat berat yang dimodifikasi adalah 121,70°. Indeks aktivasi juga mencapai 100%.
(3) Modifikasi permukaan JN-114 dan DL-411 dapat secara efektif meningkatkan kekuatan impak komposit PP. Ketika jumlah penambahan 20%, material komposit memiliki kekuatan impak tertinggi. Kekuatan ini 38,87% dan 41,97% lebih besar daripada PP murni.
Formula 5: Perbandingan efek modifikasi basah dari natrium stearat dan agen penggandeng aluminat
Pengubah: agen penggandeng aluminat DL-411 dan natrium stearat.
Metode modifikasi:
(1) Untuk membuat agen penggandeng aluminat DL-411 yang dimodifikasi kalsium karbonat berat, ikuti langkah-langkah berikut:
- Timbang 30 g kalsium karbonat berat dan tempatkan dalam botol reaksi 250 ml.
- Tambahkan sedikit air dan etanol, lalu aduk untuk membuat suspensi.
- Panaskan campurannya.
- Larutkan agen penggandeng aluminat dalam jumlah etanol anhidrat yang sesuai dan bubarkan menggunakan pembersih ultrasonik.
- Setelah suhu mencapai tingkat yang diinginkan, tambahkan larutan aluminat-alkohol ke suspensi kalsium karbonat berat.
- Aduk sebentar agar reaksinya terjadi.
- Setelah reaksi selesai, cuci produk beberapa kali dengan etanol.
- Saring dan pisahkan, lalu keringkan dengan vakum pada suhu 50°C selama 24 jam untuk mendapatkan produk akhir: agen penggandeng aluminat yang dimodifikasi kalsium karbonat berat.
(2) Kalsium karbonat berat yang dimodifikasi dengan natrium stearat:
- Timbang 30 g kalsium karbonat berat ke dalam botol reaksi 250 ml.
- Tambahkan air dan etanol, lalu aduk hingga membuat suspensi halus.
- Panaskan campuran hingga mencapai suhu yang diinginkan.
- Selanjutnya, tambahkan partikel padat natrium stearat ke suspensi dan aduk sebentar.
- Setelah reaksi selesai, cuci produk dengan air dan etanol.
- Saring dan pisahkan campurannya, lalu keringkan dengan vakum pada suhu 50°C selama 24 jam.
- Proses ini menghasilkan kalsium karbonat berat yang dimodifikasi natrium stearat.
Pengujian dan Karakterisasi:
- Nilai penyerapan minyak
- Volume sedimentasi
- Sudut kontak
- Uji kinerja komposit kalsium karbonat/polipropilena.
Efek modifikasi:
Kondisi terbaik untuk memodifikasi kalsium karbonat berat 1250 mesh dengan natrium stearat adalah:
- Suhu: 25℃
- Rasio: m(kalsium karbonat):m(etanol):m(air) = 3:1,5:3
- Natrium stearat menjadi massa kalsium karbonat berat: 3.0%
- Kecepatan pengadukan: 400 r/menit
- Waktu pengadukan: 40 menit
Dengan pengaturan ini, nilai penyerapan minyak dan volume sedimentasi berkurang sekitar 50%. Sudut kontak mencapai 129,2°.
Cara terbaik untuk memodifikasi kalsium karbonat berat dengan agen penggandeng aluminat DL-411 adalah sebagai berikut:
- Modifikasi suhu: 25℃
- Rasio campuran: m(kalsium karbonat): m(etanol): m(air) = 3:1,5:3
- Rasio agen: agen penggandeng aluminat/massa kalsium karbonat berat = 2,0%
- Rasio trietilamina: massa trietilamina/kalsium karbonat = 0,5%
- Kecepatan pengadukan: 300 putaran/menit
- Waktu pengadukan: 2 menit
Jika dibandingkan dengan kalsium karbonat yang tidak dimodifikasi, kalsium karbonat berat yang dimodifikasi menunjukkan:
- Penurunan nilai serapan minyak: 47.0%
- Penurunan volume sedimentasi: 45,8%
- Sudut kontak: 136,3°
Jumlah pengisian optimal kalsium karbonat berat yang dimodifikasi natrium stearat dalam PP adalah 20%. Dibandingkan dengan bahan baku PP, perpanjangan putus dan kekuatan impak meningkat sebesar 12,5% dan 15,7%. Jumlah pengisian terbaik kalsium karbonat berat yang dimodifikasi aluminat dalam polipropilena adalah 30%. Ini meningkatkan perpanjangan putus sebesar 15,0% dan kekuatan impak sebesar 16,0%.
Formula 6: Perbandingan efek modifikasi basah natrium stearat dan agen penggandeng
Pengubah: natrium stearat, γ-kloropropiltrietoksisilana (KH-550), agen penggandeng titanat TC114.
Metode modifikasi: Timbang 200g kalsium karbonat berat ultrafine kering. Masukkan ke dalam labu alas bulat. Larutkan dengan 300g etanol anhidrat. Panaskan dan aduk dalam penangas air pada suhu 80℃ selama 10 menit. Kemudian, tambahkan 2,5% massa bubuk bahan pembantu modifikasi. Teruskan reaksi pada kondisi yang sama selama 60 menit. Setelah itu, saring, cuci, dan keringkan selagi panas untuk mendapatkan bubuk kalsium karbonat berat ultrafine yang dimodifikasi.
Uji dan Karakterisasi:
- Spektroskopi inframerah transformasi Fourier
- Analisis termogravimetri
- Analisis ukuran partikel
Metode ini menilai sifat bahan karet silikon RTV.
Efek modifikasi:
Data reologi menunjukkan bahwa kalsium karbonat berat ultrafine yang dimodifikasi terdispersi dengan baik dalam karet silikon. Ini lebih baik daripada kalsium karbonat berat ultrafine yang tidak dimodifikasi. Ia juga memiliki kompatibilitas yang lebih baik dengan koloid. Kalsium karbonat berat ultrafine tidak memiliki efek penguatan nano dalam ukuran. Ini melemahkan interaksi antara kalsium karbonat berat ultrafine yang diolah permukaan (TC114 dan natrium stearat) dan karet silikon. Akibatnya, kinerja karet silikon setelah vulkanisasi menurun dibandingkan dengan menggunakan kalsium karbonat berat ultrafine yang tidak dimodifikasi. KH-550 memiliki gugus amino dan alkoksi. Karena itu, kalsium karbonat berat ultrafine yang diolah dengan KH-550 terdispersi dengan baik dalam karet silikon. Ia juga membentuk ikatan kimia dengan karet. Akibatnya, karet silikon RTV menunjukkan sifat mekanis yang sangat baik.
Formula 7: Perbandingan efek modifikasi kering surfaktan, minyak silikon, dll.
Pengubah: polietilen glikol-200, dietilen glikol, trietanolamin dan minyak amino silikon-804.
Metode modifikasi: Gunakan metode modifikasi kering. Timbang 100g bubuk kalsium karbonat berat dan masukkan ke dalam labu berleher tiga. Letakkan labu ini di dalam penangas air bersuhu konstan. Nyalakan pengaduk listrik untuk mencampur. Saat suhu mencapai 95℃, tambahkan pengubah permukaan sambil diaduk. Terus aduk dan reaksikan pada suhu 95℃ selama 30 menit setelah penambahan. Ini akan menghasilkan bubuk kalsium karbonat berat yang dimodifikasi. Setelah bubuk yang dimodifikasi mendingin, ambil sampel untuk pengujian dan karakterisasi.
Uji dan karakterisasi: nilai penyerapan minyak, spektrum inframerah, analisis termogravimetri.
Efek modifikasi:
Urutan keempat pengubah permukaan yang mengurangi penyerapan minyak dari pengisi kalsium karbonat berat adalah sebagai berikut: minyak aminosilikon-804 > polietilen glikol-200 > trietanolamin > dietilen glikol. Selain itu, pengubah yang sama menunjukkan nilai penyerapan minyak yang berbeda berdasarkan dosisnya. Biasanya, dosis pengubah yang lebih besar berarti nilai penyerapan minyak yang lebih rendah. Semua pengubah berikatan secara kimia dengan gugus hidroksil pada bubuk kalsium karbonat berat. Ketika minyak aminosilikon-804 digunakan pada 1,00%, nilai penyerapan minyak sampel yang dimodifikasi dapat mencapai 0,115 mL/g. Analisis termogravimetri menunjukkan bahwa sampel yang dimodifikasi memiliki stabilitas termal terbaik. Suhu dekomposisi termalnya adalah 325℃.
Formula 8: Perbandingan efek modifikasi agen kopling dan surfaktan
Pengubah meliputi:
- Agen kopling aluminat (DL-411)
- Agen kopling titanat (NDZ-201)
- Agen penggandeng silana (KH-550)
- Asam stearat (SA)
- Natrium dodecyl sulfat (SDS)
- Asam glutamat (GLU)
- Heksadesil fosfat (PO16)
- Oktadesil fosfat (PO18)
- Surfaktan heksadesil trimetil amonium bromida (CTAB)
Pengubah komposit adalah agen penggandeng aluminat (DL-411) dan natrium dodecyl sulfate (SDS).
Metode modifikasi: modifikasi kering dan modifikasi basah.
Pengujian dan karakterisasi meliputi:
- Tingkat aktivasi
- Nilai penyerapan minyak
- Analisis inframerah
- Ukuran partikel
- SEJARAH
Ini berfokus pada kinerja bahan komposit PBAT/kalsium karbonat yang dimodifikasi.
Efek modifikasi:
(1) Ketika kandungan tiga agen penggandeng DL-411, NDZ-201 dan KH-550 adalah 1,5% dan metode modifikasi adalah modifikasi basah, kalsium karbonat yang dimodifikasi memiliki efek terbaik. Permukaan kalsium karbonat bersifat lipofilik, dispersibilitas ditingkatkan, dan ukuran partikel rata-rata berkurang.
(2) Di antara enam surfaktan, ketika kandungan SA, SDS dan PO16 adalah 3%, efek modifikasi pada kalsium karbonat adalah yang terbaik, yang berhasil mengubah permukaan kalsium karbonat dari hidrofilik menjadi hidrofobik, ukuran partikel rata-rata berkurang, dan dispersibilitas ditingkatkan.
(3) Kalsium karbonat dimodifikasi dengan agen penggandeng DL-411 dan surfaktan SDS.
Efek modifikasi terbaik pada kalsium karbonat terjadi pada kondisi berikut:
- Rasio pengubah komposit (DL:SDS) 3:2
- Waktu reaksi 40 menit
- Suhu reaksi 80 °C
- Jumlah pengubah komposit 3%
Dibandingkan dengan pengubah tunggal, efek sinergis antara DL-411 dan SDS membuat pengubah komposit memiliki efek modifikasi yang lebih baik pada kalsium karbonat.
Formula 9: Perbandingan efek modifikasi kering surfaktan, asam stearat, agen penggandeng dan minyak silikon
Pengubah:
- Pengubah surfaktan baru JST-9001 (pengubah komposit tipe polioksietilen eter)
- JST-9002 (pengubah komposit tipe fosfat)
- JST-9003 (pengubah komposit jenis polioksietilen eter)
- JST-900
Metode modifikasi: Timbang 100g bubuk kalsium karbonat berat. Masukkan ke dalam labu tiga leher 500mL. Atur penangas air suhu konstan ke suhu yang diinginkan. Atur pengaduk listrik tampilan digital agar bekerja pada (1300±50) putaran/menit. Kemudian, tambahkan pengubah tetes demi tetes ke kalsium karbonat berat di dalam labu. Pastikan untuk menambahkannya dengan kecepatan sedang, tidak terlalu cepat atau terlalu lambat. Setelah menambahkan pengubah, tutup labu tiga leher dan mulai hitung waktu. Setelah jangka waktu tertentu, matikan instrumen, tunggu sampel mendingin, keluarkan dan segel dalam kantong tertutup.
Pengujian dan karakterisasi meliputi:
- Nilai penyerapan minyak
- Indeks aktivasi
- Stabilitas dispersi fase minyak
- Sudut kontak air
- Spektrum inframerah (FTIR)
- Analisis termogravimetri (TG).
Efek modifikasi:
JST-9001 dan JST-9003, bersama dengan asam stearat dan aluminat F-2, bekerja lebih baik daripada JST-9002 dan JST-9004, minyak silikon hidroksi, dan minyak silikon amino 585C. Mereka menawarkan modifikasi yang lebih efektif untuk kalsium karbonat berat. Pengubah baru JST-9001 dan JST-9003 dapat mencapai efek modifikasi yang lebih baik daripada asam stearat dan aluminat F-2 pada dosis pengubah rendah (0,50%).
Nilai serapan minyak dari sampel kalsium karbonat berat C525 yang dimodifikasi oleh JST-9001 dan JST-9003 masing-masing adalah 0,11 mL/g dan 0,10 mL/g. Indeks aktivasinya adalah 98,77% dan 99,19%. Laju perubahan kekeruhannya adalah 4,06% dan 5,30%. Sudut kontak pembasahannya adalah 154,2° dan 151,4°.
Untuk sampel kalsium karbonat berat 00, nilai penyerapan minyak adalah 0,14 mL/g dan 0,15 mL/g. Indeks aktivasinya adalah 89,73% dan 93,77%. Laju perubahan kekeruhan adalah 16,04% dan 9,59%. Sudut kontak pembasahan adalah 91,9° dan 87,7°.
Dengan dosis yang tepat, gugus hidrofilik dalam JST-9001 dan JST-9003 berikatan dengan —OH pada permukaan kalsium karbonat berat. Hal ini menciptakan lapisan molekul pengubah pada partikel kalsium karbonat. Sifat permukaan kalsium karbonat berat berubah dari hidrofilik menjadi hidrofobik. Selain itu, nilai penyerapan minyak menurun secara signifikan.
Formula 10: Modifikasi komposit agen penggandeng asam stearat-titanat (penggilingan bola basah)
Pengubah: Asam stearat dan zat penggandeng titanat digunakan sebagai pengubah komposit, sedangkan etanol anhidrat digunakan sebagai pendispersi.
Metode modifikasi: Timbang 15,0g bubuk kalsium berat dan tambahkan ke dalam pabrik bolaSelanjutnya, timbang sejumlah asam stearat dan agen penggandeng titanat berdasarkan rasio massa. Tambahkan keduanya ke dalam ball mill. Kemudian, tuangkan etanol anhidrat hingga bubuk tertutupi. Terakhir, nyalakan ball mill untuk memodifikasi bubuk kalsium berat. Bubuk yang dimodifikasi ditempatkan dalam oven pengering dan dikeringkan pada suhu 80°C, didinginkan hingga suhu ruangan, dan digiling untuk mendapatkan produk yang dimodifikasi.
Uji dan karakterisasi: derajat aktivasi, nilai penyerapan minyak, volume sedimentasi, ukuran partikel.
Efek modifikasi:
Setelah menguji berbagai faktor dan melakukan eksperimen ortogonal, kami menemukan proses terbaik untuk modifikasi. Kondisi optimalnya adalah:
- Waktu penggilingan bola: 1,5 jam
- Kecepatan penggilingan bola: 350 r/menit
- Dosis pengubah: 2.0%
- Rasio pengubah: 1:3
Bubuk kalsium berat yang dimodifikasi bekerja lebih baik daripada bubuk yang tidak dimodifikasi. Bubuk ini memiliki aktivasi yang lebih baik, penyerapan minyak yang lebih sedikit, volume sedimentasi yang lebih rendah, dan ukuran partikel yang lebih kecil. Secara keseluruhan, modifikasi menunjukkan hasil yang baik. Dengan proses yang dioptimalkan, bubuk kalsium berat yang dimodifikasi menunjukkan tingkat aktivasi sebesar 99,4%. Nilai penyerapan minyaknya adalah 14,27g per 100g bubuk. Volume sedimentasi berukuran 1,08mL/g, dan ukuran partikel D50 adalah 1,58μm.
Formula 11: Modifikasi komposit agen penggandeng asam stearat-titanat (metode kering)
Pengubah: asam stearat, agen penggandeng titanat.
Metode modifikasi: Timbang sejumlah tertentu kalsium karbonat berat kering dan tempatkan dalam tangki pengaduk. Selanjutnya, tempatkan tangki dalam penangas air pada suhu yang tepat. Kemudian, tambahkan sejumlah asam stearat yang terukur. Gunakan penyebar kecepatan tinggi untuk mencampur kalsium karbonat dengan baik. Setelah itu, tambahkan agen penggandeng bis(dioctyloxypyrophosphate)ethylene titanate. Terakhir, sebarkan campuran dengan kecepatan tinggi untuk mendapatkan kalsium karbonat berat yang dimodifikasi. Campuran tersebut dicampur dengan resin epoksi untuk menyiapkan material komposit kalsium karbonat berat/resin epoksi yang dimodifikasi.
Pengujian dan karakterisasi meliputi:
- Analisis termogravimetri
- Spektroskopi inframerah dekat
- Difraksi sinar X
- Mikroskop elektron
- Kinerja produk resin epoksi
Bila asam stearat membentuk 1,5% dari massa kalsium karbonat berat, waktu modifikasinya adalah 20 menit. Untuk titanat, pada 2,0% dari massa, waktu modifikasinya hanya 10 menit. Dalam kondisi ini, material komposit memiliki sifat tarik terbaik pada 10,2 MPa. Ia juga menunjukkan nilai penyerapan minyak terendah. Bentuk kristal kalsium karbonat berat tetap sama setelah dimodifikasi dengan asam stearat, titanat, dan resin epoksi. Pengubah komposit juga terikat dengan baik pada permukaannya. Partikel kalsium karbonat berat yang dimodifikasi memiliki dispersi yang baik dan ikatan yang kuat dengan resin epoksi.
Formula 12: Modifikasi komposit asam oleat dan agen penggandeng
Pengubah:
- Agen kopling aluminat (DL-411)
- Agen penggandeng polisiloksan yang dimodifikasi alkil (FD-1106)
- Asam stearat (SA)
- Asam oleat (OA)
Metode modifikasi:
(1) Modifikasi basah: Timbang 10g kalsium karbonat berat dan tempatkan dalam gelas kimia 250mL. Kemudian, tambahkan 50g air dan 50g etanol. Aduk rata untuk membuat suspensi dan panaskan hingga 80°C. Selanjutnya, larutkan pengubah dalam etanol. Gunakan pembersih ultrasonik untuk menyebarkannya selama 10 menit. Setelah suhu mencapai tingkat yang ditetapkan, tambahkan larutan yang dimodifikasi ke gelas kimia dengan kalsium karbonat berat. Aduk sebentar. Cuci campuran dengan air dan etanol setelah reaksi. Kemudian, keringkan dengan vakum pada suhu 60°C selama 12 jam. Ini akan menghasilkan kalsium karbonat yang dimodifikasi.
(2) Modifikasi kering: Pertama, tambahkan bubuk kalsium karbonat ke dalam mixer berkecepatan tinggi. Kemudian, panaskan bubuk hingga 80°C. Terakhir, semprotkan pengubah untuk mendapatkan kalsium karbonat yang dimodifikasi.
(3) Modifikasi komposit: Timbang 500g bubuk kalsium karbonat berat dan aduk dalam mixer berkecepatan tinggi, lalu panaskan hingga 120℃. Dalam mixer berkecepatan tinggi, semprotkan sedikit pengubah permukaan kabut FD-1106 dan OA. Kemudian, campur dan aduk selama waktu yang ditentukan. Ini menghasilkan bubuk kalsium karbonat berat yang dimodifikasi oleh pengubah komposit.
Pengujian dan karakterisasi: penentuan laju aktivasi, uji nilai penyerapan minyak dan analisis ukuran partikel.
Efek modifikasi:
(1) Bila jumlah penambahan empat pengubah permukaan DL-411, SA, FD-1106 dan OA masing-masing adalah 1,5%, 1,0%, 1,5% dan 1,0% dari massa kalsium karbonat berat, efek modifikasinya adalah yang terbaik. Partikel kalsium karbonat yang dimodifikasi menyebar lebih baik dan aktif lebih cepat. Selain itu, nilai penyerapan minyak menurun.
(2) Efek modifikasi basah relatif lebih jelas, tetapi proses modifikasi kering lebih sederhana, lebih mudah dioperasikan, dan dapat menghemat biaya lebih besar. Oleh karena itu, modifikasi kering lebih cocok untuk produksi industri.
(3) Hasil uji inframerah dari empat kalsium karbonat berat yang dimodifikasi membuktikan bahwa kalsium karbonat berat berhasil dimodifikasi oleh pengubah. Analisis ukuran partikel menunjukkan bahwa ukuran rata-rata kalsium karbonat berat turun banyak setelah menggunakan empat pengubah. Di antara mereka, OA menghasilkan ukuran partikel rata-rata terbesar pada 23,6%, sedangkan laju aktivasi mencapai 98,8%.
(4) Agen penggandeng polisiloksan yang dimodifikasi alkil (FD-1106) dan OA dipilih untuk melakukan modifikasi perakitan mandiri komposit kalsium karbonat. Ketika rasio pengubah komposit (FD-1106: OA) adalah 1:1, modifikasi kalsium karbonat terbaik terjadi. Kami mencapai ini dengan menambahkan 1% dari pengubah komposit. Reaksi berlangsung selama 10 menit pada 110 °C. Kalsium karbonat yang dimodifikasi memiliki ukuran partikel rata-rata 8,45 μm. Ditambah lagi, laju aktivasi mencapai 99,6%. Mengisi kalsium karbonat 30% dalam PBAT/PLA memberikan sifat mekanis terbaik untuk film komposit. Kekuatan tariknya adalah 19,37 MPa dalam arah melintang dan 29,67 MPa dalam arah membujur. Pada saat ini, film komposit merupakan bahan hidrofobik dengan sudut hidrofobik 95°.
Formula 13: Modifikasi pengubah komposit berbasis air
Pengubah: polietilen glikol-300 (PEG-300), natrium dodecyl sulfat (SDS) dan natrium stearat.
Metode modifikasi:
- Timbang 500g kalsium karbonat berat.
- Timbang 10 g pengubah komposit.
- Ukur 7mL air murni.
- Panaskan dalam bak air pada suhu 80℃.
Ini menciptakan larutan pengubah komposit berair untuk penggunaan selanjutnya.
Masukkan bubuk kalsium karbonat berat ke dalam mixer berkecepatan tinggi. Panaskan hingga 100-110℃. Selanjutnya, tambahkan larutan encer pengubah secara perlahan. Aduk dengan kecepatan tinggi selama 5 menit. Kemudian, hentikan pengadukan dan buka penutup mixer. Biarkan air menguap selama 10 menit. Terakhir, aduk dengan kecepatan tinggi selama 20 menit lagi. Suhu material tetap antara 100 dan 110℃ selama proses berlangsung. Ini memastikan kita mendapatkan bubuk kalsium karbonat berat yang teraktivasi.
Uji dan karakterisasi: nilai penyerapan minyak, volume sedimentasi, morfologi permukaan, dan kinerja bahan komposit PP/kalsium karbonat berat.
Efek modifikasi:
Ketika rasio massa PEG-300, SDS, dan natrium stearat adalah 6:2:2, modifikasi permukaan paling efektif. Nilai penyerapan minyak bubuk kalsium karbonat berat turun dari 32,7 mL/100g menjadi 15,5 mL/100g. Selain itu, volume sedimentasi menurun dari 4,1 mL/g menjadi 1,0 mL/g. Komposit kalsium karbonat berat berbasis air memiliki partikel kecil. Ini menawarkan dispersibilitas yang lebih tinggi dan kinerja kristalisasi yang lebih baik. Pengubah komposit berbasis air bekerja lebih baik daripada asam stearat. Ketika kita menambahkan lebih banyak bubuk kalsium karbonat berat, sifat mekanis komposit PP/kalsium karbonat berat juga berubah. Mereka pertama-tama membaik, kemudian menurun. Kinerja terbaik terjadi ketika fraksi massa adalah 30%. Kekuatan lentur mencapai 45,75MPa dan kekuatan tarik mencapai 32,58MPa.
Formula 14: Modifikasi kering emulsi polimer
Pengubah: emulsi polimer.
Metode modifikasi: Masukkan kalsium karbonat ke dalam oven dan keringkan pada suhu 110℃ selama 24 jam. Timbang sejumlah bubuk kalsium karbonat berat kering setelah menghilangkan air. Kemudian, tambahkan ke dalam labu leher tiga. Masukkan ke dalam penangas air pada suhu 80℃ dan aduk secara elektrik dengan kecepatan 500r/menit. Tambahkan emulsi polimer ke dalam labu leher tiga dan aduk secara elektrik selama 50 menit. Dinginkan dan keluarkan material untuk mendapatkan kalsium karbonat berat yang dimodifikasi.
Uji dan karakterisasi: laju aktivasi, FT-IR, XRD, SEM, potensi Zeta.
Efek modifikasi: Pada suhu 80℃, setelah 50 menit, dan pada kecepatan 500 putaran/menit, kalsium karbonat yang dimodifikasi mencapai laju aktivasi 90,8%. Ini menggunakan emulsi polimer 3% berdasarkan berat kalsium karbonat berat Xianfeng. Ini menunjukkan efek modifikasi yang baik. Kalsium karbonat dikarakterisasi dengan FT-IR, XRD, SEM, dan potensi Zeta. Hasilnya menunjukkan bahwa kami berhasil mencangkokkan emulsi polimer ke permukaan kalsium karbonat. Puncak difraksi kalsium karbonat yang dimodifikasi bergerak ke sudut yang lebih tinggi. Namun, emulsi polimer tidak mengubah bentuk kristal kalsium karbonat. Potensi Zeta kalsium karbonat yang dimodifikasi meningkat dari 14,1 mV menjadi 29,8 mV. Ukuran partikel menjadi lebih kecil, yang meningkatkan dispersibilitas.
Formulasi 15: Modifikasi Diester Asam Tartarat Dipalmitoil
Pengubah: Dipalmitoil tartarat asam diester.
Metode modifikasi:
(1) Sintesis diester asam tartarat dipalmitoil: Mulailah dengan 10,3 g asam palmitat dalam labu alas bulat. Kemudian, tambahkan perlahan 10 mL tionil klorida sambil diaduk. Panaskan campuran hingga 80℃ selama 3 jam, atau hingga larutan menjadi bening. Buang kelebihan tionil klorida menggunakan penguapan putar vakum. Kemudian, tambahkan 5 mL metil tert-butil eter. Lanjutkan penguapan putar hingga Anda mendapatkan asam palmitat klorida berwarna kuning kecokelatan. Larutkan asam palmitat klorida dalam diklorometana.
Kemudian, pindahkan campuran ini ke dalam labu leher tiga. Selanjutnya, tambahkan 16,8 mL trietilamina sambil menyimpannya dalam penangas air es. Timbang 3,0 g asam tartarat, panaskan dan larutkan dalam aseton, lalu teteskan ke dalam labu leher tiga. Setelah selesai, panaskan hingga suhu ruangan dan bereaksi semalaman. Saring dan vakum uapkan filtrat untuk mendapatkan padatan seperti pasta. Kemudian, rekristalisasi dua kali dengan aseton. Terakhir, keringkan untuk menghasilkan padatan putih, yang merupakan diester asam tartarat dipalmitoil, produk target.
(2) Modifikasi kalsium karbonat berat: Timbang beberapa bubuk kalsium karbonat. Tambahkan air dan aduk hingga menjadi bubur. Kemudian, masukkan ke dalam penangas air bersuhu konstan. Panaskan sambil diaduk dengan kecepatan 450 putaran/menit. Panaskan hingga suhu yang tepat. Kemudian, tambahkan fraksi massa pengubah yang tepat. Aduk dan reaksikan pada suhu yang stabil selama waktu yang ditentukan. Saring, keringkan, dan giling hingga ukuran partikel <250μm untuk mendapatkan produk modifikasi kalsium karbonat.
Uji dan karakterisasi: nilai penyerapan minyak, volume sedimentasi, derajat aktivasi.
Efek modifikasi:
Untuk memodifikasi kalsium karbonat berat (10μm) dengan diester asam tartarat dipalmitoil, gunakan kondisi optimal ini: dosis pengubah 2,0%, waktu modifikasi 55 menit, dan suhu 60℃.
Dalam kondisi ini, kalsium karbonat yang dimodifikasi menunjukkan perubahan yang nyata:
- Nilai penyerapan minyak turun dari 0,2780 mL/g menjadi 0,2039 mL/g.
- Volume sedimentasi turun dari 1,3 mL/g menjadi 0,3 mL/g.
- Derajat aktivasi meningkat dari 0% menjadi 98.58%.
Hasil ini menunjukkan efek modifikasi yang signifikan.
Kalsium karbonat dengan diester asam tartarat dipalmitoil menyerap lebih sedikit minyak dan memiliki volume sedimentasi yang lebih kecil. Hal ini berbeda dengan kalsium karbonat yang menggunakan asam stearat. Akan tetapi, tingkat aktivasinya lebih baik. Hal ini menunjukkan bahwa efek modifikasi diester asam tartarat dipalmitoil dengan rantai hidrofobik ganda dan asam dikarboksilat lebih baik daripada asam stearat rantai tunggal tradisional.
Formula 16: Modifikasi kering hidrolisat anhidrida asam eleostearat
Modifier: Asam eleostearat berfungsi sebagai bahan baku. Asam ini bereaksi dengan maleat anhidrida melalui reaksi Diels-Alder untuk menghasilkan eleostearat anhidrida. Kemudian, senyawa ini dihidrolisis untuk menghasilkan trikarboksil eleostearat anhidrida hidrolisat, suatu modifier dengan beberapa titik aksi.
Metode modifikasi:
(1) Sintesis hidrolisat anhidrida eleostearat:
- Tambahkan 20,0 g asam eleostearat ke dalam labu leher tiga.
- Panaskan hingga 65℃ sambil diaduk terus-menerus.
- Kemudian tambahkan 3,6g maleat anhidrida.
- Setelah maleat anhidrida larut, naikkan suhu hingga sekitar 140℃.
- Biarkan bereaksi selama 90 menit untuk mendapatkan anhidrida eleostearat kental berwarna kuning kecoklatan.
- Selanjutnya, larutkan anhidrida eleostearat dalam sejumlah aseton untuk membuat larutan.
- Tambahkan air secukupnya untuk menghidrolisis anhidrida.
- Diamkan pada suhu ruangan selama 30 menit untuk mendapatkan hidrolisat anhidrida eleostearat.
(2) Modifikasi kering kalsium karbonat berat:
- Mulailah dengan 100g bubuk kalsium karbonat berat.
- Tempatkan dalam alat penyebar berkecepatan tinggi.
- Panaskan hingga 50℃.
- Kemudian, tambahkan sejumlah tertentu larutan aseton yang mengandung hidrolisat anhidrida asam eleostearat.
- Campur dan aduk selama 15 menit.
- Setelah itu keringkan hingga mencapai massa konstan.
- Akhirnya
Uji dan karakterisasi: derajat aktivasi, nilai penyerapan minyak, sudut kontak, viskositas, dan menyiapkan bahan komposit kalsium karbonat/PVC untuk menguji kinerja.
Efek modifikasi:
Modifikasi kalsium karbonat terbaik menggunakan 1,5% eleostearic acid anhydride hydrolyzate. Hal ini menghasilkan derajat aktivasi sebesar 83,40%. Hal ini juga mengurangi nilai penyerapan minyak menjadi 28,29 mL/100g dan menurunkan viskositas sebesar 46,36%. Sudut kontak air terukur sebesar 99°. Pengisian kalsium karbonat yang dimodifikasi ke dalam PVC meningkatkan kekuatan impak komposit. Kekuatannya meningkat dari 8,455 kJ/m² menjadi 10,216 kJ/m². Perpanjangan saat putus juga meningkat, dari 16,12% menjadi 24,52%. Kalsium karbonat yang dimodifikasi memiliki efek pengerasan pada material PVC.
Formulasi 17: Modifikasi Span60
Pengubah: Sorbitan monostearat (Span60).
Metode modifikasi:
Timbang sejumlah tertentu bubuk kalsium karbonat berat yang dikeringkan. Kemudian, ukur jumlah yang sama untuk manik-manik penggilingan bola. Selanjutnya, tempatkan keduanya ke dalam penggilingan bola yang bersih dan kering, dengan mengikuti rasio bola terhadap material. Timbang jumlah pengubah yang diinginkan. Larutkan dalam etanol anhidrat. Kemudian, tuangkan campuran ke dalam penggilingan bola. Nyalakan penggilingan bola untuk memulai modifikasi. Setelah penggilingan bola, keluarkan bubur. Kemudian, tempatkan dalam oven pengering pada suhu 80°C. Setelah kering, dinginkan hingga suhu ruangan. Terakhir, giling untuk mendapatkan sampel bubuk kalsium berat yang dimodifikasi.
Uji dan karakterisasi: aktivasi, volume sedimentasi, nilai penyerapan minyak, ukuran partikel.
Efek modifikasi:
Setelah modifikasi, aktivasi permukaan bubuk kalsium berat meningkat. Volume sedimentasi, nilai penyerapan minyak, dan ukuran partikel menurun. Pengubah Span60 telah berhasil diserap ke permukaan bubuk kalsium berat. Ini meningkatkan sifat permukaan bubuk. Jumlah pengubah memiliki dampak terbesar pada efek modifikasi. Berikutnya adalah rasio bola terhadap material. Setelah itu, waktu penggilingan bola dan kecepatan penggilingan bola juga memainkan peran penting.
Kondisi terbaik untuk modifikasi adalah:
- Kecepatan penggilingan bola: 300 r/menit
- Waktu penggilingan bola: 1,5 jam
- Rasio bola dengan material: 8:1
- Dosis pengubah: 2.0%
Dalam kondisi ini, derajat aktivasi bubuk kalsium berat yang dimodifikasi mencapai 99,2%.
Formula 18: Modifikasi polimerisasi polivinil asetat
Pengubah: polivinil asetat.
Metode modifikasi:
(1) Modifikasi langsung polivinil asetat. Panaskan bubur kalsium karbonat berat hingga 90°C. Kemudian, tambahkan polivinil asetat terpolimerisasi sambil diaduk cepat. Aduk pada suhu 90°C selama 1 jam untuk menyelesaikan modifikasi.
(2) Modifikasi polimerisasi in situ polivinil asetat. Campurkan polivinil alkohol dan natrium dodecylbenzena sulfonat ke dalam bubur kalsium karbonat berat yang digiling. Panaskan bubur hingga 90°C. Kemudian, nyalakan pengemulsi untuk melarutkan polivinil alkohol sepenuhnya. Terakhir, biarkan dingin. Dinginkan campuran hingga 68–70°C. Kemudian, tambahkan OP-10 dan 30% dari total vinil asetat. Aduk selama 20 menit. Selanjutnya, tambahkan 0,5% kalium persulfat berdasarkan total vinil asetat. Biarkan bereaksi selama 30 menit. Secara perlahan tambahkan sisa vinil asetat dan 0,5% kalium persulfat lainnya. Pertahankan suhu 68–70°C sambil menambahkan vinil asetat. Setelah menambahkan semua vinil asetat, naikkan suhu hingga 90–95°C. Kemudian, gunakan larutan natrium bikarbonat 10% untuk menyesuaikan pH menjadi 6–7 hingga reaksi selesai dan modifikasi tuntas.
(3) Modifikasi asam stearat. Bubur kalsium karbonat berat yang digiling dipanaskan hingga 90℃, dan asam stearat yang dipanaskan dan dicairkan ditambahkan dengan pengadukan berkecepatan tinggi. Suhu dipertahankan dan diaduk selama 1 jam untuk menyelesaikan modifikasi. Dehidrasi, pengeringan, dan penghancuran kalsium karbonat berat: Gunakan sentrifus untuk mendehidrasi bubur kalsium karbonat berat yang dimodifikasi. Proses ini menghasilkan kue saring kalsium karbonat berat yang dimodifikasi. Kue saring ditempatkan dalam oven dan dikeringkan pada suhu 110℃ hingga kadar air kue saring kurang dari 0,3%, yang dianggap selesai. Kue saring yang dikeringkan ditempatkan dalam pabrik jet untuk penghancuran dan pengayakan. Bubuk yang diperoleh setelah penghancuran dan pengayakan adalah bubuk kalsium karbonat berat yang digunakan untuk granulasi PVC.
Pengujian dan karakterisasi: uji termogravimetri, uji spektrum inframerah, uji kinerja PVC.
Efek modifikasi:
Bubur kalsium karbonat memerlukan reaksi polimerisasi. Ini membantu polivinil asetat menempel pada permukaan kalsium karbonat.
Kalsium karbonat yang dimodifikasi dengan polivinil asetat membantu produk PVC tetap mendekati warna kalsium karbonat berat aslinya. Ini lebih baik daripada kalsium karbonat yang dimodifikasi dengan asam stearat. Polivinil asetat mengurangi gesekan antara kalsium karbonat dan resin PVC. Ini juga menurunkan viskositas leleh dan mencegah resin PVC rusak selama plastisisasi.
Kalsium karbonat yang dimodifikasi dengan polivinil asetat memiliki sifat mekanis yang lebih baik pada bahan PVC. Hal ini berlaku jika dibandingkan dengan modifikasi dengan asam stearat. Hal ini terutama karena polivinil asetat membantu kalsium karbonat bercampur dengan baik dengan resin PVC dan menambahkan elastomer.
Kalsium karbonat yang dimodifikasi dengan polivinil asetat (polimerisasi in-situ) tampak lebih baik pada komponen cetakan injeksi PVC berwarna daripada kalsium karbonat yang dimodifikasi dengan asam stearat. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa polivinil asetat membantu mengatasi masalah kompatibilitas antara kalsium karbonat berat dan resin PVC.
Formula 19: Modifikasi pelapis pati
Pengubah: Pati merupakan pengubah utama, sedangkan natrium stearat dan natrium heksametafosfat merupakan zat tambahan.
Metode modifikasi:
Pati polimer alami digunakan sebagai pengubah. Pertama, campurkan pati dan kalsium karbonat berat secara merata. Kemudian, siapkan keduanya menjadi suspensi dengan proporsi dan konsentrasi yang tepat. Kemudian, aduk dan panaskan campuran hingga 95°C. Setelah beberapa saat, tambahkan sejumlah larutan natrium stearat. Pati campuran tersebut mengalami reaksi komposit selama waktu tertentu. Proses ini membantu mencapai tingkat hidrofobisitas yang diinginkan. Setelah beberapa saat reaksi, suhu diturunkan untuk meningkatkan laju pemanfaatan pati. Selanjutnya, tambahkan sedikit larutan natrium heksametafosfat. Larutan ini akan mengikat silang dan mengendapkan pati dalam air. Larutan ini membantu kita menggunakan pati dengan lebih efektif. Larutan ini juga meningkatkan ketahanan geser kompleks pada permukaan kalsium karbonat berat.
Pengujian dan karakterisasi meliputi:
- Putihnya
- Kegelapan
- Potensi zeta
- Ukuran dan distribusi partikel
- Sifat optik
- Sifat kekuatan kertas yang diisi.
Efek modifikasi:
Kondisi terbaik untuk kalsium karbonat berat yang dimodifikasi adalah:
- 1.5% natrium heksametafosfat
- Konsentrasi campuran 20%
- 60℃ untuk reaksi presipitasi
- Kecepatan pengadukan 200rpm.
Modifikasi menurunkan tingkat keputihan dan keburaman kalsium karbonat berat. Potensi Zeta bergeser dari positif ke negatif. Kalsium karbonat berat yang dimodifikasi memiliki partikel yang sekitar enam kali lebih besar daripada kalsium karbonat berat yang tidak dimodifikasi. Konsistensinya kira-kira 1/11 dari jenis yang tidak dimodifikasi. Selain itu, rentang distribusi ukuran partikel lebih sempit.
Dengan kadar abu yang sama, kertas pengisi kalsium karbonat berat yang dimodifikasi memiliki kinerja yang jauh lebih kuat. Kekuatan ikatan serat arah Z-nya jauh lebih tinggi daripada kertas pengisi kalsium karbonat berat yang tidak dimodifikasi. Kertas pengisi kalsium karbonat berat yang dimodifikasi kurang putih dan kurang buram daripada versi yang tidak dimodifikasi. Namun, perbedaannya tidak signifikan. Saat jumlah pengisian meningkat, kalsium karbonat berat yang tidak dimodifikasi menahan lebih banyak pada awalnya. Kemudian, kalsium karbonat berat yang dimodifikasi memimpin. Secara keseluruhan, tingkat retensi mereka serupa. Saat poliakrilamida kationik (CPAM) meningkat, kalsium karbonat berat yang dimodifikasi menahan lebih banyak daripada jenis yang tidak dimodifikasi pada awalnya. Kemudian, tingkat retensi untuk kalsium karbonat berat yang tidak dimodifikasi menjadi lebih tinggi lagi. Namun, tingkat retensi keseluruhan untuk kedua jenis tersebut cukup mirip. Modifikasi pati kalsium karbonat berat dapat meningkatkan efek ukuran dimer alkil ketena (AKD) dalam kertas yang diisi.
Formula 20: Agen kopling Titanate dan pemrosesan penggilingan aliran udara terintegrasi
Modifier: agen penggandeng titanat; zat ini membentuk 50% dari larutan modifier. Pelarut yang digunakan adalah etanol anhidrat.
Metode modifikasi:
Metode perawatan terpadu penghancuran aliran udara dan modifikasi permukaan diadopsi. Pertama, tambahkan 1,5 kg partikel kalsium berat ke ruang penghancuran aliran udara. Selanjutnya, gunakan nosel atomisasi dan pompa peristaltik untuk menyemprotkan larutan pengubah ke dalam ruang modifikasi. Nosel penghancuran supersonik dihidupkan. Udara bertekanan tinggi menghancurkan partikel kalsium berat di dalam ruang. Proses ini membantu memodifikasi permukaan dan mencapai penghancuran aliran udara. Timbang bubuk kalsium berat ultrafine setiap 5 menit. Kemudian, tambahkan jumlah bubuk kalsium berat yang sama ke dalam ruang penghancuran. Ini menjaga massa bubuk kalsium berat tetap konstan di dalam ruang. Eksperimen penghancuran dan modifikasi terpadu berakhir setelah 30 menit.
Uji dan karakterisasi:
Laju pelepasan penghancuran digunakan untuk mengevaluasi efek penghancuran aliran udara dari partikel kalsium berat. Laju pelepasan penghancuran yang lebih cepat menggunakan lebih sedikit energi penghancuran untuk partikel kalsium berat, bahkan pada kecepatan roda yang sama. Ini juga menghasilkan efek penghancuran yang lebih baik. Kami memeriksa distribusi ukuran partikel bubuk. Ini membantu kami memeriksa apakah proses modifikasi mengubah ukuran bubuk kalsium berat. Ketika ukuran partikel bubuk kalsium berat tidak banyak berubah, semakin cepat laju pelepasan, semakin baik efek penghancurannya. Kalsium berat ultrafine dan parafin cair menunjukkan bagaimana modifikasi permukaan memengaruhi viskositas. Viskositas yang lebih rendah berarti bubuk kalsium berat ultrafine bercampur lebih baik dengan matriks organik. Ini juga membuatnya lebih mudah untuk tersebar secara merata. Ini menghasilkan efek modifikasi permukaan yang lebih baik.
Efek modifikasi:
Mengubah permukaan selama penghancuran aliran udara dapat meningkatkan laju pelepasan bubuk kalsium berat yang sangat halus. Saat suhu aliran udara mencapai 60°C, larutan pengubah memiliki fraksi massa agen penggandeng 50% dan mengalir pada 1,5 mL/menit. Hasilnya, laju pelepasan partikel kalsium berat naik dari 21,0 g/menit menjadi 56,7 g/menit. Ini adalah peningkatan sebesar 170%. Penghancuran aliran udara mengubah permukaan bubuk kalsium berat. Ini membuatnya tercampur dengan baik dengan matriks organik. Proses ini tidak banyak mengubah ukuran partikel bubuk kalsium berat yang sangat halus. Ukurannya terutama bergantung pada kecepatan putaran roda pemilah.