Carbonato di calcio modificato formula ha guadagnato notevole attenzione in vari settori grazie alle sue proprietà migliorate. Questo processo di modifica cambia le caratteristiche superficiali di carbonato di calcio. Aiuta il carbonato di calcio a funzionare meglio con vari materiali. Il carbonato di calcio modificato mostra una migliore dispersione, più stabilità e prestazioni migliorate. Ciò è utile in materie plastiche, vernici e rivestimenti. I ricercatori sono sempre alla ricerca di nuovi modi per migliorare la formula. Vogliono stare al passo con le mutevoli esigenze del mercato. Nel complesso, la formula modificata del carbonato di calcio rappresenta un promettente progresso nella scienza dei materiali.
Le particelle di Ca2+ e CO32- derivanti dalla frantumazione del carbonato di calcio pesante reagiscono con l'acqua. Ciò crea gruppi idrossilici. Di conseguenza, il carbonato di calcio pesante diventa idrofilo. Tuttavia, i polimeri organici sono lipofilici e idrofobici. Le diverse proprietà superficiali del carbonato di calcio pesante e del polimero organico portano a una scarsa compatibilità. Ciò si traduce in una dispersione irregolare e un legame debole all'interfaccia. I compositi a base di polimeri spesso presentano difetti di interfaccia durante l'uso. Ciò può ridurre le loro prestazioni. Pertanto, la superficie del carbonato di calcio pesante deve essere modificata organicamente.
Formule modificate di carbonato di calcio
Esistono molti tipi di modificatori di superficie. Le loro formule, tra cui varietà, dosaggio e utilizzo, sono molto specifiche. EPIC Powder ha creato 20 formule speciali per modificare il carbonato di calcio pesante. I processi prevedono metodi a umido e a secco. I tipi di modificatori includono acido stearico (sodio), agente di accoppiamento silano, agente di accoppiamento titanato, agente di accoppiamento alluminato, tensioattivo, materia organica polimerica, amido e modificatori compositi, ecc., solo per riferimento. I dettagli sono i seguenti:
- Formula 1: Modifica della macinazione a umido dell'acido stearico
- Formula 2: modifica secca dello stearato di sodio
- Formula 3: KH-550 modifica bagnata
- Formula 4: Confronto degli effetti di modifica a secco dell'agente di accoppiamento titanato e alluminato
- Formula 5: Confronto degli effetti dello stearato di sodio e dell'agente di accoppiamento di alluminato per la modifica a umido.
- Formula 6: Confronto degli effetti di modificazione a umido dello stearato di sodio e dell'agente di accoppiamento
- Formula 7: Confronto degli effetti di modifica a secco di tensioattivi, olio siliconico, ecc.
- Formula 8: Accoppiamento = Confronto degli effetti di modifica dei tensioattivi e dei tensioattivi
- Formula 9: Confronto degli effetti di modifica a secco di tensioattivi, acido stearico, agenti di accoppiamento e olio di silicone
- Formula 10: Modifica composita dell'agente di accoppiamento acido stearico-titanato (macinazione a sfere a umido)
- Formula 11: Modifica composita dell'agente di accoppiamento acido stearico-titanato (metodo a secco)
- Formula 12: Modifica composita dell'acido oleico e dell'agente di accoppiamento
- Formula 13: Modifica dei modificatori compositi a base d'acqua
- Formula 14: Modifica a secco dell'emulsione polimerica
- Formula 15: Modifica del diestere dell'acido dipalmitoil tartarico
- Formula 16: Modifica secca dell'idrolizzato di anidride dell'acido eleostearico
- Formula 17: Modifica del monostearato di sorbitano (Span60)
- Formula 18: Modifica della polimerizzazione dell'acetato di polivinile
- Formula 19: Amido rivestimento modifica
- Formula 20: Trattamento integrato dell'agente di accoppiamento titanato e macinazione a flusso d'aria
Formulazione 1: Modifica della macinazione a umido dell'acido stearico
Modificatore: acido stearico.
Metodo di modifica: Pesare 900 g di polvere di carbonato di calcio. dimensione delle particelle dovrebbe essere di circa 45μm. Preparare una sospensione con una frazione di massa solida di 75%. Quindi, aggiungere acido stearico. La quantità di acido stearico dovrebbe essere 1%-3% della massa della polvere di carbonato di calcio. La viscosità iniziale della sospensione è di 147 mPa·s a 42 °C e la viscosità è di 228 mPa·s dopo 20 minuti di riposo. Il volume della sospensione di carbonato di calcio è di circa 600 mL. Agitare a una velocità di 1000 giri/min per 90 minuti in un dispersore di agitazione. Smettere di agitare. Rimuovere la sospensione e metterla in un forno di essiccazione impostato a 180 °C. Dopo l'essiccazione, estrarre il blocco modificato. Quindi, utilizzare un polverizzatore ad alta velocità per frantumarlo per 3 minuti. Questo ti darà polvere di carbonato di calcio modificata.
Test e caratterizzazione: granulometria, attivazione superficiale, valore di assorbimento dell'olio, grado di bianco.
Effetto modifica:
È possibile macinare e modificare il carbonato di calcio pesante a temperatura ambiente. Questo processo riduce la dimensione delle particelle da 45μm a 2μm. Aggiungendo più acido stearico, l'attivazione del carbonato di calcio pesante aumenta. Allo stesso tempo, il valore di assorbimento dell'olio diminuisce. Man mano che l'acido stearico aumenta a 2% (frazione di massa), l'attivazione del carbonato di calcio pesante supera 98%. Inoltre, il valore di assorbimento dell'olio scende a 0,267 g/g. La macinazione e la modifica del carbonato di calcio pesante insieme aiutano ad abbassare i costi di produzione. Ciò rende il prodotto più competitivo.
Formula 2: Modifica secca dello stearato di sodio
Modificatore: stearato di sodio.
Metodo di modifica: Iniziare essiccando il carbonato di calcio pesante in un forno per rimuovere l'umidità. Quindi, pesare una quantità specifica di polvere secca e aggiungerla a un pallone a tre colli. Mettere il pallone in un bagno d'acqua a una temperatura impostata e mescolare. Quindi, aggiungere una quantità misurata di stearato di sodio e mescolare per un tempo designato. Infine, raffreddare la miscela per ottenere il carbonato di calcio pesante modificato.
Test e caratterizzazione: FT-IR, XRD, SEM, potenziale Zeta.
Effetto modifica:
Quando la temperatura di modifica è 70°C, la quantità di stearato di sodio è 1,5% della massa di carbonato di calcio pesante, il tempo di modifica è 50 min e la velocità è 700r/min, la velocità di attivazione del carbonato di calcio pesante modificato con stearato di sodio è 85,6% e l'effetto di modifica è buono. Lo spettro infrarosso del carbonato di calcio pesante con stearato di sodio ha mostrato picchi. C'erano picchi di stretching simmetrici -CH2- a 2850 cm-1 e picchi di stretching antisimmetrici a 2920 cm-1. Il picco di diffrazione dei raggi X si è spostato verso angoli più alti. Il potenziale Zeta è aumentato da 14,1 mV a 30,2 mV e la dimensione delle particelle è diminuita. Ciò indica che lo stearato di sodio si è innestato sulla superficie del carbonato di calcio pesante. Tuttavia, la modifica non ha alterato la forma cristallina del carbonato di calcio. Il carbonato di calcio pesante modificato ha una buona disperdibilità.
Formula 3: KH-550 modifica bagnata
Modificatore: γ-cloropropiltrietossisilano (KH-550), stearato di sodio, agente di accoppiamento titanato.
Metodo di modifica:
- Modifica dell'innesto mediante metodo umido.
- Pesare 200 g di carbonato di calcio pesante ultrafine essiccato.
- Disperderlo in 300 g di etanolo anidro.
- Riscaldare e mescolare a bagnomaria a 80°C per 10 minuti.
- Quindi aggiungere 2,5% della massa di polvere dell'ausilio di modifica.
- Continuare a reagire nelle stesse condizioni per 60 minuti.
- Infine, filtrare, lavare e asciugare a caldo per ottenere la polvere ultrafine modificata di carbonato di calcio pesante.
Test e caratterizzazione:
- Spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier
- Analisi termogravimetrica
- Analisi delle dimensioni delle particelle
- Test delle proprietà reologiche della gomma siliconica
- Test delle proprietà meccaniche
Effetto modifica:
I dati reologici mostrano che il carbonato di calcio pesante ultrafine modificato si disperde bene nella gomma siliconica. Ha anche una migliore compatibilità con i colloidi rispetto alla versione non modificata. Il carbonato di calcio pesante ultrafine non ha un effetto di nano-rinforzo in termini di dimensioni. Ciò indebolisce l'interazione tra il carbonato di calcio pesante ultrafine trattato in superficie e la gomma siliconica. Di conseguenza, le prestazioni della gomma siliconica dopo la vulcanizzazione diminuiscono rispetto all'utilizzo di carbonato di calcio pesante ultrafine non modificato. KH-550 ha caratteristiche speciali come gruppi amminici e alcossilici. Per questo motivo, il carbonato di calcio pesante ultrafine trattato con KH-550 si diffonde facilmente nella gomma siliconica. Forma anche chimico si lega alla gomma. Di conseguenza, la gomma siliconica RTV mostra eccellenti proprietà meccaniche.
Formula 4: Confronto degli effetti di modifica a secco degli agenti di accoppiamento titanato e alluminato
Modificatore: agente di accoppiamento titanato JN-114, agente di accoppiamento alluminato DL-411.
Metodo di modifica: pesare una certa quantità di carbonato di calcio pesante e aggiungerla in un miscelatore ad alta velocità. Dopo aver riscaldato il materiale alla temperatura sperimentale, aggiungere il modificatore di superficie. Dopo un certo tempo di reazione, smettere di mescolare per ottenere carbonato di calcio pesante modificato in superficie.
Test e caratterizzazione: indice di attivazione, angolo di contatto, spettro infrarosso, prestazioni del materiale composito in polipropilene.
Effetto modifica:
(1) L'agente di accoppiamento titanato JN-114 si adsorbe chimicamente sulla superficie del carbonato di calcio pesante.
Le migliori condizioni per la modifica a secco del carbonato di calcio pesante sono:
- Dosaggio JN-114: 1.0%
- Temperatura di modifica: 70℃
- Tempo di modifica: 30 minuti.
In queste condizioni, il carbonato di calcio pesante modificato raggiunge un angolo di contatto di 114,34°. L'indice di attivazione raggiunge anche 99,21%.
(2) L'agente di accoppiamento alluminato DL-411 si adsorbe chimicamente sulla superficie del carbonato di calcio pesante.
Le condizioni migliori per la modifica a secco del carbonato di calcio pesante sono:
- Dosaggio DL-411: 1.0%
- Temperatura di modifica: 90℃
- Tempo di modifica: 30 minuti
In queste condizioni, l'angolo di contatto del carbonato di calcio pesante modificato è di 121,70°. L'indice di attivazione raggiunge anche 100%.
(3) La modifica della superficie di JN-114 e DL-411 può migliorare efficacemente la resistenza all'impatto dei compositi PP. Quando la quantità aggiunta è 20%, il materiale composito ha la massima resistenza all'impatto. Questa resistenza è 38,87% e 41,97% maggiore di quella del PP puro.
Formula 5: Confronto degli effetti di modifica a umido dello stearato di sodio e dell'agente di accoppiamento dell'alluminato
Modificatore: agente di accoppiamento alluminato DL-411 e stearato di sodio.
Metodo di modifica:
(1) Per realizzare l'agente di accoppiamento alluminato DL-411 carbonato di calcio pesante modificato, seguire questi passaggi:
- Pesare 30 g di carbonato di calcio pesante e metterlo in una bottiglia di reazione da 250 ml.
- Aggiungere un po' d'acqua ed etanolo, quindi mescolare fino a creare una sospensione.
- Riscaldare il composto.
- Sciogliere l'agente di accoppiamento dell'alluminato in una quantità idonea di etanolo anidro e disperderlo utilizzando un pulitore a ultrasuoni.
- Una volta che la temperatura raggiunge il livello desiderato, aggiungere la soluzione di alluminato e alcol alla sospensione di carbonato di calcio pesante.
- Mescolare per qualche istante per consentire alla reazione di avvenire.
- Una volta terminata la reazione, lavare il prodotto più volte con etanolo.
- Filtrare e separare, quindi essiccare sotto vuoto a 50°C per 24 ore per ottenere il prodotto finale: agente di accoppiamento alluminato carbonato di calcio pesante modificato.
(2) Carbonato di calcio pesante modificato con stearato di sodio:
- Pesare 30 g di carbonato di calcio pesante in una bottiglia di reazione da 250 ml.
- Aggiungere acqua ed etanolo, quindi mescolare fino a ottenere una sospensione omogenea.
- Riscaldare il composto fino a raggiungere la temperatura desiderata.
- Aggiungere quindi alla sospensione le particelle solide di stearato di sodio e mescolare per qualche istante.
- Una volta completata la reazione, lavare il prodotto con acqua ed etanolo.
- Filtrare e separare il composto, quindi essiccarlo sotto vuoto a 50°C per 24 ore.
- Questo processo produce carbonato di calcio pesante modificato con stearato di sodio.
Test e caratterizzazione:
- Valore di assorbimento dell'olio
- Volume di sedimentazione
- Angolo di contatto
- Test delle prestazioni dei compositi carbonato di calcio/polipropilene.
Effetto modifica:
Le condizioni migliori per modificare il carbonato di calcio pesante da 1250 mesh con stearato di sodio sono:
- Temperatura: 25℃
- Rapporto: m(carbonato di calcio):m(etanolo):m(acqua) = 3:1,5:3
- Stearato di sodio in massa di carbonato di calcio pesante: 3,0%
- Velocità di agitazione: 400 giri/min
- Tempo di agitazione: 40 min
Con queste impostazioni, il valore di assorbimento dell'olio e il volume di sedimentazione diminuiscono di circa 50%. L'angolo di contatto raggiunge 129,2°.
Il modo migliore per modificare il carbonato di calcio pesante con l'agente di accoppiamento alluminato DL-411 è il seguente:
- Temperatura di modifica: 25℃
- Rapporto di miscelazione: m(carbonato di calcio):m(etanolo):m(acqua) = 3:1.5:3
- Rapporto agente: agente di accoppiamento alluminato/massa di carbonato di calcio pesante = 2,0%
- Rapporto trietilammina: massa trietilammina/carbonato di calcio = 0,5%
- Velocità di agitazione: 300 giri/min
- Tempo di agitazione: 2 minuti
Rispetto al carbonato di calcio non modificato, il carbonato di calcio pesante modificato mostra:
- Diminuzione del valore di assorbimento dell'olio: 47.0%
- Diminuzione del volume di sedimentazione: 45,8%
- Angolo di contatto: 136,3°
La quantità di riempimento ottimale di carbonato di calcio pesante modificato con stearato di sodio in PP è 20%. Rispetto alla materia prima PP, l'allungamento a rottura e la resistenza all'impatto sono aumentati di 12,5% e 15,7%. La migliore quantità di riempimento di carbonato di calcio pesante modificato con alluminato in polipropilene è 30%. Ciò aumenta l'allungamento a rottura di 15,0% e la resistenza all'impatto di 16,0%.
Formula 6: Confronto degli effetti di modificazione a umido dello stearato di sodio e dell'agente di accoppiamento
Modificatore: stearato di sodio, γ-cloropropiltrietossisilano (KH-550), agente di accoppiamento titanato TC114.
Metodo di modifica: Pesare 200 g di carbonato di calcio pesante ultrafine essiccato. Metterlo in un pallone a fondo tondo. Disperdere con 300 g di etanolo anidro. Riscaldare e mescolare in un bagno d'acqua a 80 ℃ per 10 minuti. Quindi, aggiungere 2,51 TP3 T della massa di polvere dell'ausilio di modifica. Continuare a reagire nelle stesse condizioni per 60 minuti. Dopodiché, filtrare, lavare e asciugare a caldo per ottenere la polvere di carbonato di calcio pesante ultrafine modificato.
Test e caratterizzazione:
- Spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier
- Analisi termogravimetrica
- Analisi delle dimensioni delle particelle
Questi metodi valutano le proprietà dei materiali in gomma siliconica RTV.
Effetto modifica:
I dati reologici mostrano che il carbonato di calcio pesante ultrafine modificato si disperde bene nella gomma siliconica. Questo è meglio del carbonato di calcio pesante ultrafine non modificato. Ha anche una migliore compatibilità con i colloidi. Il carbonato di calcio pesante ultrafine non ha un effetto di nano-rinforzo in termini di dimensioni. Ciò indebolisce l'interazione tra il carbonato di calcio pesante ultrafine trattato in superficie (TC114 e stearato di sodio) e la gomma siliconica. Di conseguenza, le prestazioni della gomma siliconica dopo la vulcanizzazione diminuiscono rispetto all'utilizzo di carbonato di calcio pesante ultrafine non modificato. KH-550 ha gruppi amminici e alcossilici. Per questo motivo, il carbonato di calcio pesante ultrafine trattato con KH-550 si disperde bene nella gomma siliconica. Forma anche legami chimici con la gomma. Di conseguenza, la gomma siliconica RTV mostra eccellenti proprietà meccaniche.
Formula 7: Confronto degli effetti di modifica a secco di tensioattivi, olio siliconico, ecc.
Modificatore: polietilenglicole-200, dietilenglicole, trietanolammina e olio amminico siliconico-804.
Metodo di modifica: Utilizzare il metodo di modifica a secco. Pesare 100 g di polvere di carbonato di calcio pesante e metterla in un pallone a tre colli. Collocare questo pallone in un bagno d'acqua a temperatura costante. Avviare l'agitatore elettrico per mescolare. Quando la temperatura raggiunge i 95 ℃, aggiungere il modificatore di superficie mescolando. Continuare a mescolare e far reagire a 95 ℃ per 30 minuti dopo l'aggiunta. Questo darà polvere modificata di carbonato di calcio pesante. Una volta che la polvere modificata si raffredda, prelevare campioni per test e caratterizzazione.
Test e caratterizzazione: valore di assorbimento dell'olio, spettro infrarosso, analisi termogravimetrica.
Effetto modifica:
L'ordine dei quattro modificatori di superficie che riducono l'assorbimento di olio del riempitivo di carbonato di calcio pesante è il seguente: olio di aminosilicone-804 > glicole polietilenico-200 > trietanolammina > glicole dietilene. Inoltre, lo stesso modificatore mostra diversi valori di assorbimento di olio in base al suo dosaggio. Di solito, una dose maggiore del modificatore significa un valore di assorbimento di olio inferiore. Tutti i modificatori si legano chimicamente al gruppo idrossilico sulla polvere di carbonato di calcio pesante. Quando l'olio di aminosilicone-804 viene utilizzato a 1,00%, il valore di assorbimento di olio del campione modificato può raggiungere 0,115 mL/g. L'analisi termogravimetrica mostra che il campione modificato ha la migliore stabilità termica. La sua temperatura di decomposizione termica è di 325℃.
Formula 8: Confronto degli effetti di modifica dell'agente di accoppiamento e del tensioattivo
I modificatori includono:
- Agente di accoppiamento alluminato (DL-411)
- Agente di accoppiamento titanato (NDZ-201)
- Agente di accoppiamento silanico (KH-550)
- Acido stearico (SA)
- Dodecil solfato di sodio (SDS)
- Acido glutammico (GLU)
- Fosfato esadecilico (PO16)
- Fosfato di ottadecile (PO18)
- Tensioattivi di bromuro di esadecil trimetil ammonio (CTAB)
I modificatori compositi sono l'agente di accoppiamento dell'alluminato (DL-411) e il sodio dodecil solfato (SDS).
Metodo di modifica: modifica a secco e modifica a umido.
I test e la caratterizzazione includono:
- Tasso di attivazione
- Valore di assorbimento dell'olio
- Analisi infrarossa
- Dimensione delle particelle
- SEM
In questo articolo ci concentreremo sulle prestazioni del materiale composito PBAT/carbonato di calcio modificato.
Effetto modifica:
(1) Quando il contenuto dei tre agenti di accoppiamento DL-411, NDZ-201 e KH-550 era 1,5% e il metodo di modifica era la modifica a umido, il carbonato di calcio modificato aveva l'effetto migliore. La superficie del carbonato di calcio era lipofila, la disperdibilità era migliorata e la dimensione media delle particelle era ridotta.
(2) Tra i sei tensioattivi, quando il contenuto di SA, SDS e PO16 era 3%, l'effetto di modifica sul carbonato di calcio era il migliore, che ha cambiato con successo la superficie del carbonato di calcio da idrofila a idrofobica, la dimensione media delle particelle è stata ridotta e la disperdibilità è stata migliorata.
(3) Il carbonato di calcio è stato modificato dall'agente di accoppiamento DL-411 e dal tensioattivo SDS.
Il miglior effetto di modifica sul carbonato di calcio si è verificato con queste condizioni:
- Rapporto modificatore composito (DL:SDS) di 3:2
- Tempo di reazione di 40 minuti
- Temperatura di reazione di 80 °C
- Quantità di modificatore composito di 3%
Rispetto a un singolo modificatore, l'effetto sinergico tra DL-411 e SDS fa sì che il modificatore composito abbia un migliore effetto di modifica sul carbonato di calcio.
Formula 9: Confronto degli effetti di modifica a secco del tensioattivo, dell'acido stearico, dell'agente di accoppiamento e dell'olio siliconico
Modificatore:
- Nuovo modificatore tensioattivo JST-9001 (modificatore composito di tipo etere poliossietilene)
- JST-9002 (modificatore composito di tipo fosfato)
- JST-9003 (modificatore composito di tipo etere poliossietilene)
- Modello JST-900
Metodo di modifica: Pesare 100 g di polvere di carbonato di calcio pesante. Metterla in un pallone a tre colli da 500 ml. Impostare il bagno d'acqua a temperatura costante alla temperatura desiderata. Regolare l'agitatore elettrico con display digitale in modo che funzioni a (1300±50) giri/min. Quindi, aggiungere il modificatore goccia a goccia sul carbonato di calcio pesante nel pallone. Assicurarsi di aggiungerlo a una velocità moderata, né troppo veloce né troppo lenta. Dopo aver aggiunto il modificatore, sigillare il pallone a tre colli e iniziare a cronometrare. Dopo un certo periodo di tempo, spegnere lo strumento, attendere che il campione si raffreddi, estrarlo e sigillarlo in un sacchetto sigillato.
I test e la caratterizzazione includono:
- Valore di assorbimento dell'olio
- Indice di attivazione
- Stabilità della dispersione della fase oleosa
- Angolo di contatto dell'acqua
- Spettro infrarosso (FTIR)
- Analisi termogravimetrica (TG).
Effetto modifica:
JST-9001 e JST-9003, insieme ad acido stearico e alluminato F-2, funzionano meglio di JST-9002 e JST-9004, olio di silicone idrossilico e olio di silicone amminico 585C. Offrono una modifica più efficace per il carbonato di calcio pesante. I nuovi modificatori JST-9001 e JST-9003 possono ottenere effetti di modifica migliori rispetto ad acido stearico e alluminato F-2 a un basso dosaggio di modificatore (0,50%).
I valori di assorbimento dell'olio dei campioni di carbonato di calcio pesante C525 modificati da JST-9001 e JST-9003 sono rispettivamente 0,11 mL/g e 0,10 mL/g. I loro indici di attivazione sono 98,77% e 99,19%. Le velocità di variazione della torbidità sono 4,06% e 5,30%. Gli angoli di contatto di bagnatura sono 154,2° e 151,4°.
Per i campioni di carbonato di calcio pesante 00, i valori di assorbimento dell'olio sono 0,14 mL/g e 0,15 mL/g. I loro indici di attivazione sono 89,73% e 93,77%. Le velocità di variazione della torbidità sono 16,04% e 9,59%. Gli angoli di contatto di bagnatura sono 91,9° e 87,7°.
Con il giusto dosaggio, i gruppi idrofili in JST-9001 e JST-9003 si sono legati con —OH sulla superficie del carbonato di calcio pesante. Ciò ha creato uno strato di molecole modificatrici sulle particelle di carbonato di calcio. Le proprietà superficiali del carbonato di calcio pesante sono cambiate da idrofile a idrofobiche. Inoltre, il valore di assorbimento dell'olio è sceso in modo significativo.
Formula 10: Modifica del composito dell'agente di accoppiamento acido stearico-titanato (macinazione a sfere a umido)
Modificatore: Come modificatori compositi vengono utilizzati l'acido stearico e l'agente di accoppiamento titanato, mentre come disperdente viene utilizzato l'etanolo anidro.
Metodo di modifica: Pesare 15,0 g di polvere di calcio pesante e aggiungerla a un mulino a sfere. Quindi, pesare una quantità specifica di acido stearico e agente di accoppiamento titanato in base al rapporto di massa. Aggiungere anche questi al mulino a sfere. Quindi, versare etanolo anidro fino a quando la polvere non è appena coperta. Infine, avviare il mulino a sfere per modificare la polvere di calcio pesante. La polvere modificata viene posta in un forno di essiccazione e asciugata a 80 °C, raffreddata a temperatura ambiente e macinata per ottenere il prodotto modificato.
Test e caratterizzazione: grado di attivazione, valore di assorbimento dell'olio, volume di sedimentazione, granulometria.
Effetto modifica:
Dopo aver testato diversi fattori e condotto un esperimento ortogonale, abbiamo trovato il miglior processo di modifica. Le condizioni ottimali sono:
- Tempo di macinazione a sfere: 1,5 ore
- Velocità di macinazione a sfere: 350 giri/min
- Dosaggio modificatore: 2.0%
- Rapporto modificatore: 1:3
La polvere di calcio pesante modificata funziona meglio della polvere non modificata. Ha una migliore attivazione, un minore assorbimento di olio, un volume di sedimentazione inferiore e una dimensione delle particelle più piccola. Nel complesso, la modifica mostra buoni risultati. Con il processo ottimizzato, la polvere di calcio pesante modificata mostra un grado di attivazione di 99,4%. Il suo valore di assorbimento di olio è di 14,27 g per 100 g di polvere. Il volume di sedimentazione misura 1,08 mL/g e la dimensione delle particelle D50 è di 1,58 μm.
Formula 11: Modifica del composito dell'agente di accoppiamento acido stearico-titanato (metodo a secco)
Modificatore: acido stearico, agente di accoppiamento titanato.
Metodo di modifica: Pesare una quantità specifica di carbonato di calcio pesante essiccato e metterla in un contenitore di agitazione. Quindi, mettere il contenitore in un bagno d'acqua alla giusta temperatura. Quindi, aggiungere una quantità misurata di acido stearico. Utilizzare un dispersore ad alta velocità per mescolare bene il carbonato di calcio. Dopodiché, aggiungere l'agente di accoppiamento bis(diottilossipirofosfato)etilene titanato. Infine, disperdere ad alta velocità la miscela per ottenere carbonato di calcio pesante modificato. È stato composto con resina epossidica per preparare un materiale composito carbonato di calcio pesante modificato/resina epossidica.
I test e la caratterizzazione includono:
- Analisi termogravimetrica
- Spettroscopia nel vicino infrarosso
- Diffrazione dei raggi X
- Microscopia elettronica
- Prestazioni del prodotto in resina epossidica
Quando l'acido stearico costituisce 1,5% di massa di carbonato di calcio pesante, il tempo di modifica è di 20 minuti. Per il titanato, a 2,0% di massa, il tempo di modifica è di soli 10 minuti. In queste condizioni, il materiale composito ha le migliori proprietà di trazione a 10,2 MPa. Mostra anche il valore di assorbimento di olio più basso. La forma cristallina del carbonato di calcio pesante è rimasta la stessa dopo essere stata modificata con acido stearico, titanato e resina epossidica. Il modificatore composito si è anche legato bene alla sua superficie. Le particelle modificate di carbonato di calcio pesante hanno una buona dispersione e un forte legame con la resina epossidica.
Formula 12: Modifica composita dell'acido oleico e dell'agente di accoppiamento
Modificatori:
- Agente di accoppiamento alluminato (DL-411)
- Agente di accoppiamento polisilossano modificato con alchile (FD-1106)
- Acido stearico (SA)
- Acido oleico (OA)
Metodo di modifica:
(1) Modifica a umido: pesare 10 g di carbonato di calcio pesante e metterlo in un becher da 250 ml. Quindi, aggiungere 50 g di acqua e 50 g di etanolo. Mescolare bene per creare una sospensione e riscaldarla a 80 °C. Quindi, sciogliere il modificatore in un po' di etanolo. Utilizzare un pulitore a ultrasuoni per disperderlo per 10 minuti. Una volta che la temperatura raggiunge il livello impostato, aggiungere la soluzione modificata al becher con carbonato di calcio pesante. Mescolare per un po'. Lavare la miscela con acqua ed etanolo dopo la reazione. Quindi, asciugarla sotto vuoto a 60 °C per 12 ore. Questo ti darà carbonato di calcio modificato.
(2) Modifica a secco: per prima cosa, aggiungi polvere di carbonato di calcio a un miscelatore ad alta velocità. Quindi, riscalda la polvere a 80°C. Infine, spruzza il modificatore per ottenere carbonato di calcio modificato.
(3) Modifica composita: pesare 500 g di polvere di carbonato di calcio pesante e mescolarla in un miscelatore ad alta velocità, quindi riscaldarla fino a 120 ℃. Nel miscelatore ad alta velocità, spruzzare un po' di modificatore di superficie nebulizzato FD-1106 e OA. Quindi, mescolare e agitare per un tempo stabilito. Ciò crea polvere di carbonato di calcio pesante modificata dal modificatore composito.
Test e caratterizzazione: determinazione del tasso di attivazione, test del valore di assorbimento dell'olio e analisi granulometrica.
Effetto modifica:
(1) Quando la quantità di aggiunta dei quattro modificatori di superficie DL-411, SA, FD-1106 e OA è rispettivamente 1,5%, 1,0%, 1,5% e 1,0% della massa di carbonato di calcio pesante, l'effetto di modifica è il migliore. Le particelle di carbonato di calcio modificato si diffondono meglio e si attivano più velocemente. Inoltre, il valore di assorbimento dell'olio diminuisce.
(2) L'effetto di modifica a umido è relativamente più ovvio, ma il processo di modifica a secco è più semplice, più facile da usare e può far risparmiare sui costi in misura maggiore. Pertanto, la modifica a secco è più adatta alla produzione industriale.
(3) I risultati del test a infrarossi dei quattro carbonati di calcio pesanti modificati hanno dimostrato che il carbonato di calcio pesante è stato modificato con successo dal modificatore. L'analisi delle dimensioni delle particelle ha mostrato che la dimensione media del carbonato di calcio pesante è diminuita molto dopo aver utilizzato quattro modificatori. Tra questi, l'OA ha prodotto la dimensione media delle particelle più grande a 23,6%, mentre il tasso di attivazione ha raggiunto 98,8%.
(4) L'agente di accoppiamento polisilossano modificato con alchile (FD-1106) e OA sono stati selezionati per effettuare la modifica dell'autoassemblaggio composito del carbonato di calcio. Quando il rapporto del modificatore composito (FD-1106: OA) era 1:1, si è verificata la migliore modifica del carbonato di calcio. Abbiamo ottenuto questo risultato aggiungendo 1% del modificatore composito. La reazione ha richiesto 10 minuti a 110 °C. Il carbonato di calcio modificato aveva una dimensione media delle particelle di 8,45 μm. Inoltre, la velocità di attivazione ha raggiunto 99,6%. Il riempimento di carbonato di calcio 30% in PBAT/PLA fornisce le migliori proprietà meccaniche per il film composito. Le resistenze alla trazione sono 19,37 MPa nella direzione trasversale e 29,67 MPa nella direzione longitudinale. In questo momento, il film composito è un materiale idrofobico con un angolo idrofobico di 95°.
Formula 13: Modifica del modificatore composito a base d'acqua
Modificatore: polietilenglicole-300 (PEG-300), sodio dodecil solfato (SDS) e sodio stearato.
Metodo di modifica:
- Pesare 500 g di carbonato di calcio pesante.
- Pesare 10 g di modificatore composito.
- Misurare 7 ml di acqua pura.
- Riscaldarli a bagnomaria a 80°C.
In questo modo si crea una soluzione acquosa di modificatore composito da utilizzare in seguito.
Metti la polvere di carbonato di calcio pesante in un mixer ad alta velocità. Riscaldala a 100-110℃. Quindi, aggiungi lentamente la soluzione acquosa del modificatore. Mescola ad alta velocità per 5 minuti. Quindi, smetti di mescolare e apri il coperchio del mixer. Lascia evaporare l'acqua per 10 minuti. Infine, mescola ad alta velocità per altri 20 minuti. La temperatura del materiale rimane tra 100 e 110℃ durante il processo. Questo assicura che otteniamo polvere di carbonato di calcio pesante attivata.
Test e caratterizzazione: valore di assorbimento dell'olio, volume di sedimentazione, morfologia superficiale e prestazioni dei materiali compositi PP/carbonato di calcio pesante.
Effetto modifica:
Quando il rapporto di massa di PEG-300, SDS e stearato di sodio è 6:2:2, la modifica della superficie è più efficace. Il valore di assorbimento dell'olio della polvere di carbonato di calcio pesante scende da 32,7 mL/100 g a 15,5 mL/100 g. Inoltre, il volume di sedimentazione diminuisce da 4,1 mL/g a 1,0 mL/g. Il carbonato di calcio pesante composito a base d'acqua ha piccole particelle. Offre una maggiore disperdibilità e migliori prestazioni di cristallizzazione. Il modificatore composito a base d'acqua funziona meglio dell'acido stearico. Quando aggiungiamo più polvere di carbonato di calcio pesante, cambiano anche le proprietà meccaniche del composito PP/carbonato di calcio pesante. Prima migliorano, poi diminuiscono. Le migliori prestazioni si verificano quando la frazione di massa è 30%. La resistenza alla flessione raggiunge 45,75 MPa e la resistenza alla trazione raggiunge 32,58 MPa.
Formula 14: Modifica a secco dell'emulsione polimerica
Modificatore: emulsione polimerica.
Metodo di modifica: mettere il carbonato di calcio in un forno e asciugarlo a 110℃ per 24 ore. Pesare una quantità specifica di polvere di carbonato di calcio pesante secca dopo aver rimosso l'umidità. Quindi, aggiungerla a un pallone a tre colli. Metterla in un bagno d'acqua a 80℃ e agitare elettricamente a una velocità di 500 giri/min. Aggiungere l'emulsione polimerica al pallone a tre colli e agitare elettricamente per 50 minuti. Raffreddare e scaricare il materiale per ottenere carbonato di calcio pesante modificato.
Test e caratterizzazione: tasso di attivazione, FT-IR, XRD, SEM, potenziale Zeta.
Effetto modifica: A 80℃, dopo 50 minuti e a una velocità di 500 giri/min, il carbonato di calcio modificato raggiunge una velocità di attivazione di 90,8%. Questo utilizza un'emulsione polimerica 3% basata sul peso del carbonato di calcio pesante Xianfeng. Ciò mostra un buon effetto di modifica. Il carbonato di calcio è stato caratterizzato da FT-IR, XRD, SEM e potenziale Zeta. I risultati mostrano che abbiamo innestato con successo l'emulsione polimerica sulla superficie del carbonato di calcio. Il picco di diffrazione del carbonato di calcio modificato si sposta a un angolo più alto. Tuttavia, l'emulsione polimerica non altera la forma cristallina del carbonato di calcio. Il potenziale Zeta del carbonato di calcio modificato aumenta da 14,1 mV a 29,8 mV. Le dimensioni delle particelle diventano più piccole, il che migliora la disperdibilità.
Formulazione 15: Modifica del diestere dell'acido dipalmitoiltartarico
Modificatore: diestere dell'acido dipalmitoil tartarico.
Metodo di modifica:
(1) Sintesi del diestere dell'acido dipalmitoil tartarico: iniziare con 10,3 g di acido palmitico in un pallone a fondo tondo. Quindi, aggiungere lentamente 10 ml di cloruro di tionile mescolando. Riscaldare la miscela a 80 ℃ per 3 ore o finché la soluzione non diventa limpida. Rimuovere il cloruro di tionile in eccesso mediante evaporazione rotativa sotto vuoto. Quindi, aggiungere 5 ml di metil terz-butil etere. Continuare l'evaporazione rotativa finché non si ottiene cloruro di acido palmitico giallo-marrone. Sciogliere il cloruro di acido palmitico in diclorometano.
Quindi, trasferisci questa miscela in un pallone a tre colli. Quindi, aggiungi 16,8 mL di trietilammina mantenendola in un bagno di acqua ghiacciata. Pesa 3,0 g di acido tartarico, riscaldalo e scioglilo in acetone, quindi gocciolalo nel pallone a tre colli. Dopo il completamento, riscalda a temperatura ambiente e fai reagire durante la notte. Filtra e fai evaporare sotto vuoto il filtrato per ottenere un solido pastoso. Quindi, ricristallizzalo due volte con acetone. Infine, asciugalo per ottenere un solido bianco, che è il diestere dell'acido dipalmitoil tartarico, il prodotto target.
(2) Modifica del carbonato di calcio pesante: pesare un po' di polvere di carbonato di calcio. Aggiungere acqua e mescolare per creare una sospensione. Quindi, metterla in un bagno d'acqua a temperatura costante. Riscaldare mescolando a una velocità di 450 giri/min. Riscaldare alla giusta temperatura. Quindi, aggiungere la giusta frazione di massa del modificatore. Mescolare e far reagire a una temperatura costante per un tempo stabilito. Filtrare, essiccare e macinare fino a una dimensione delle particelle <250μm per ottenere un prodotto modificato con carbonato di calcio.
Test e caratterizzazione: valore di assorbimento dell'olio, volume di sedimentazione, grado di attivazione.
Effetto modifica:
Per modificare il carbonato di calcio pesante (10 μm) con il diestere dell'acido dipalmitoil tartarico, utilizzare queste condizioni ottimali: dosaggio del modificatore 2.0%, 55 minuti di tempo di modifica e una temperatura di 60 ℃.
In queste condizioni, il carbonato di calcio modificato ha mostrato notevoli cambiamenti:
- Il valore di assorbimento dell'olio è sceso da 0,2780 mL/g a 0,2039 mL/g.
- Il volume di sedimentazione è sceso da 1,3 mL/g a 0,3 mL/g.
- Il grado di attivazione è aumentato da 0% a 98,58%.
Questi risultati indicano effetti di modifica significativi.
Il carbonato di calcio con diestere dell'acido dipalmitoil tartarico assorbe meno olio e ha un volume di sedimentazione inferiore. Ciò è diverso dal carbonato di calcio che utilizza acido stearico. Tuttavia, il suo grado di attivazione è migliore. Ciò dimostra che l'effetto di modifica del diestere dell'acido dipalmitoil tartarico con doppie catene idrofobiche e acidi dicarbossilici è migliore di quello dell'acido stearico tradizionale a catena singola.
Formula 16: Modifica secca dell'idrolizzato di anidride dell'acido eleostearico
Modificatore: l'acido eleostearico funge da materia prima. Reagisce con l'anidride maleica tramite una reazione di Diels-Alder per creare anidride eleostearica. Quindi, questo composto viene idrolizzato per produrre idrolizzato di anidride eleostearica tricarbossilica, un modificatore con più punti di azione.
Metodo di modifica:
(1) Sintesi dell'idrolizzato di anidride eleostearica:
- Aggiungere 20,0 g di acido eleostearico in un pallone a tre colli.
- Riscaldare a 65°C mescolando continuamente.
- Quindi aggiungere 3,6 g di anidride maleica.
- Una volta sciolta l'anidride maleica, aumentare la temperatura a circa 140℃.
- Lasciare reagire per 90 minuti fino ad ottenere un'anidride eleostearica viscosa di colore giallo-marrone.
- Successivamente, sciogliere l'anidride eleostearica in un po' di acetone per creare una soluzione.
- Aggiungere una quantità adeguata di acqua per idrolizzare l'anidride.
- Lasciare riposare a temperatura ambiente per 30 minuti per ottenere l'idrolizzato di anidride eleostearica.
(2) Modificazione a secco del carbonato di calcio pesante:
- Iniziare con 100 g di polvere di carbonato di calcio pesante.
- Metterlo in un dispersore ad alta velocità.
- Riscaldarlo a 50℃.
- Aggiungere quindi una quantità specifica di soluzione di acetone contenente idrolizzato di anidride dell'acido eleostearico.
- Mescolare e agitare per 15 minuti.
- Dopodiché, fatelo essiccare fino a raggiungere una massa costante.
- Finalmente
Test e caratterizzazione: grado di attivazione, valore di assorbimento dell'olio, angolo di contatto, viscosità e preparazione del materiale composito carbonato di calcio/PVC per testare le prestazioni.
Effetto modifica:
La migliore modifica del carbonato di calcio utilizza l'idrolizzato di anidride dell'acido eleostearico 1,5%. Ciò si traduce in un grado di attivazione di 83,40%. Riduce inoltre il valore di assorbimento dell'olio a 28,29 mL/100 g e abbassa la viscosità di 46,36%. L'angolo di contatto dell'acqua misura 99°. Il riempimento di carbonato di calcio modificato nel PVC aumenta la resistenza all'impatto intagliato del composito. Aumenta da 8,455 kJ/m² a 10,216 kJ/m². Anche l'allungamento a rottura aumenta, passando da 16,12% a 24,52%. Il carbonato di calcio modificato ha un effetto di indurimento sul materiale in PVC.
Formulazione 17: modifica Span60
Modificatore: monostearato di sorbitano (Span60).
Metodo di modifica:
Pesare una quantità specifica di polvere di carbonato di calcio pesante essiccata. Quindi, misurare la stessa quantità per le sfere di macinazione a sfere. Quindi, posizionare entrambi in un mulino a sfere pulito e asciutto, seguendo il rapporto tra sfere e materiale. Pesare la quantità desiderata di modificatore. Scioglierla in etanolo anidro. Quindi, versare la miscela nel mulino a sfere. Avviare il mulino a sfere per iniziare la modifica. Dopo la macinazione a sfere, rimuovere la sospensione. Quindi, posizionarla in un forno di essiccazione a 80 °C. Una volta essiccata, lasciarla raffreddare a temperatura ambiente. Infine, macinarla per ottenere un campione di polvere di calcio pesante modificata.
Test e caratterizzazione: attivazione, volume di sedimentazione, valore di assorbimento dell'olio, granulometria.
Effetto modifica:
Dopo la modifica, l'attivazione superficiale della polvere di calcio pesante aumenta. Il volume di sedimentazione, il valore di assorbimento dell'olio e la dimensione delle particelle diminuiscono. Il modificatore Span60 è stato adsorbito con successo sulla superficie della polvere di calcio pesante. Ciò migliora le proprietà superficiali della polvere. La quantità di modificatore ha il maggiore impatto sull'effetto di modifica. Poi viene il rapporto tra sfere e materiale. Dopo di che, anche il tempo di macinazione a sfere e la velocità di macinazione a sfere svolgono ruoli importanti.
Le condizioni migliori per la modifica sono:
- Velocità di macinazione a sfere: 300 giri/min
- Tempo di macinazione a sfere: 1,5 ore
- Rapporto palla-materiale: 8:1
- Dosaggio modificatore: 2.0%
In queste condizioni, il grado di attivazione della polvere di calcio pesante modificata raggiunge 99,2%.
Formula 18: Modifica della polimerizzazione dell'acetato di polivinile
Modificatore: acetato di polivinile.
Metodo di modifica:
(1) Modifica diretta dell'acetato di polivinile. Riscaldare la sospensione di carbonato di calcio pesante macinato a 90°C. Quindi, aggiungere l'acetato di polivinile polimerizzato mescolando rapidamente. Mescolare a 90°C per 1 ora per completare la modifica.
(2) Modifica della polimerizzazione in situ dell'acetato di polivinile. Mescolare alcol polivinilico e dodecilbenzene solfonato di sodio nella sospensione di carbonato di calcio pesante macinato. Riscaldare la sospensione a 90 °C. Quindi, accendere l'emulsionante per sciogliere completamente l'alcol polivinilico. Infine, lasciare raffreddare. Raffreddare la miscela a 68-70 °C. Quindi, aggiungere OP-10 e 30% dell'acetato di vinile totale. Mescolare per 20 minuti. Quindi, aggiungere 0,5% di persolfato di potassio in base all'acetato di vinile totale. Lasciare reagire per 30 minuti. Aggiungere lentamente l'acetato di vinile rimanente e un altro 0,5% di persolfato di potassio. Mantenere una temperatura di 68-70 °C durante l'aggiunta di acetato di vinile. Dopo aver aggiunto tutto l'acetato di vinile, aumentare la temperatura a 90-95 °C. Quindi, utilizzare una soluzione di bicarbonato di sodio 10% per regolare il pH a 6–7 fino al termine della reazione e alla completa modifica.
(3) Modifica dell'acido stearico. La sospensione di carbonato di calcio pesante macinato viene riscaldata a 90℃ e l'acido stearico riscaldato e fuso viene aggiunto sotto agitazione ad alta velocità. La temperatura viene mantenuta e agitata per 1 ora per completare la modifica. Disidratazione, essiccazione e frantumazione del carbonato di calcio pesante: utilizzare una centrifuga per disidratare la sospensione di carbonato di calcio pesante modificato. Questo processo crea una torta filtrante di carbonato di calcio pesante modificata. La torta filtrante viene posta in un forno e asciugata a 110℃ fino a quando il contenuto di umidità della torta filtrante è inferiore a 0,3%, che è considerato completato. La torta filtrante essiccata viene posta in un mulino a getto per la frantumazione e la setacciatura. La polvere ottenuta dopo la frantumazione e la setacciatura è la polvere di carbonato di calcio pesante utilizzata per la granulazione del PVC.
Test e caratterizzazione: test termogravimetrico, test dello spettro infrarosso, test delle prestazioni del PVC.
Effetto modifica:
La poltiglia di carbonato di calcio necessita di una reazione di polimerizzazione. Ciò aiuta l'acetato di polivinile ad aderire alla superficie del carbonato di calcio.
Il carbonato di calcio modificato con acetato di polivinile aiuta i prodotti in PVC a rimanere più vicini al colore originale del carbonato di calcio pesante. Questo è meglio del carbonato di calcio modificato con acido stearico. L'acetato di polivinile riduce l'attrito tra il carbonato di calcio e la resina di PVC. Inoltre, riduce la viscosità di fusione e impedisce alla resina di PVC di rompersi durante la plastificazione.
Il carbonato di calcio modificato con acetato di polivinile ha migliori proprietà meccaniche nei materiali in PVC. Ciò è vero se confrontato con la modifica con acido stearico. Ciò è dovuto principalmente al fatto che l'acetato di polivinile aiuta il carbonato di calcio a mescolarsi bene con la resina in PVC e aggiunge elastomeri.
Il carbonato di calcio modificato con acetato di polivinile (polimerizzazione in situ) ha un aspetto migliore nelle parti stampate a iniezione in PVC colorato rispetto al carbonato di calcio modificato con acido stearico. Ciò è dovuto al fatto che l'acetato di polivinile aiuta a risolvere il problema di compatibilità tra carbonato di calcio pesante e resina di PVC.
Formula 19: Modifica del rivestimento di amido
Modificatore: l'amido è il principale modificatore, mentre lo stearato di sodio e l'esametafosfato di sodio sono agenti ausiliari.
Metodo di modifica:
L'amido polimerico naturale viene utilizzato come modificatore. Per prima cosa, mescola uniformemente l'amido e il carbonato di calcio pesante. Quindi, preparali in una sospensione con la giusta proporzione e concentrazione. Quindi, mescola e riscalda la miscela a 95 °C. Dopo un po', aggiungi una certa quantità di soluzione di stearato di sodio. L'amido della miscela attraversa una reazione composita per un tempo specifico. Questo processo aiuta a raggiungere il livello desiderato di idrofobicità. Dopo un periodo di reazione, la temperatura viene abbassata per migliorare il tasso di utilizzo dell'amido. Quindi, aggiungi un po' di soluzione di esametafosfato di sodio. Ciò reticolerà e precipiterà l'amido in acqua. Ci aiuta a utilizzare l'amido in modo più efficace. Aumenta anche la resistenza al taglio del complesso sulla superficie del carbonato di calcio pesante.
I test e la caratterizzazione includono:
- Bianchezza
- Opacità
- Potenziale Zeta
- Dimensioni e distribuzione delle particelle
- Proprietà ottiche
- Proprietà di resistenza della carta caricata.
Effetto modifica:
Le condizioni migliori per il carbonato di calcio pesante modificato sono:
- 1.5% esametafosfato di sodio
- Concentrazione della miscela 20%
- 60℃ per la reazione di precipitazione
- Velocità di agitazione 200 giri/min.
La modifica riduce la bianchezza e l'opacità del carbonato di calcio pesante. Il potenziale Zeta passa da positivo a negativo. Il carbonato di calcio pesante modificato ha particelle che sono circa sei volte più grandi di quelle del carbonato di calcio pesante non modificato. La sua consistenza è circa 1/11 di quella del tipo non modificato. Inoltre, l'intervallo di distribuzione delle dimensioni delle particelle è più ristretto.
Con lo stesso contenuto di ceneri, la carta di riempimento in carbonato di calcio pesante modificata ha prestazioni molto più elevate. La sua forza di legame delle fibre in direzione Z è molto più elevata di quella della carta di riempimento in carbonato di calcio pesante non modificata. La carta di riempimento in carbonato di calcio pesante modificata è meno bianca e meno opaca della versione non modificata. Tuttavia, la differenza non è significativa. Man mano che la quantità di riempimento aumenta, il carbonato di calcio pesante non modificato ne trattiene di più inizialmente. Quindi, il carbonato di calcio pesante modificato prende il sopravvento. Nel complesso, i loro tassi di ritenzione sono simili. Man mano che aumenta la poliacrilammide cationica (CPAM), il carbonato di calcio pesante modificato trattiene di più rispetto al tipo non modificato all'inizio. Quindi, il tasso di ritenzione per il carbonato di calcio pesante non modificato diventa di nuovo più elevato. Tuttavia, i tassi di ritenzione complessivi per entrambi i tipi sono abbastanza simili. La modifica dell'amido del carbonato di calcio pesante può migliorare l'effetto di dimensionamento del dimero di alchil chetene (AKD) nella carta riempita.
Formula 20: Agente di accoppiamento titanato e lavorazione integrata con fresatura a flusso d'aria
Modificatore: agente di accoppiamento titanato; costituisce 50% della soluzione di modificatore. Il solvente utilizzato è etanolo anidro.
Metodo di modifica:
Viene adottato il metodo di trattamento integrato di frantumazione del flusso d'aria e modifica della superficie. Innanzitutto, aggiungere 1,5 kg di particelle di calcio pesanti alla camera di frantumazione del flusso d'aria. Quindi, utilizzare l'ugello di nebulizzazione e una pompa peristaltica per spruzzare la soluzione di modifica nella camera di modifica. L'ugello di frantumazione supersonica viene acceso. L'aria ad alta pressione frantuma le particelle di calcio pesanti nella camera. Questo processo aiuta a modificare la superficie e a ottenere la frantumazione del flusso d'aria. Pesare la polvere di calcio pesante ultrafine ogni 5 minuti. Quindi, aggiungere la stessa quantità di polvere di calcio pesante alla camera di frantumazione. Ciò mantiene costante la massa di polvere di calcio pesante nella camera. L'esperimento di frantumazione e modifica integrata termina dopo 30 minuti.
Test e caratterizzazione:
La velocità di scarico di frantumazione viene utilizzata per valutare l'effetto di frantumazione del flusso d'aria delle particelle di calcio pesanti. Una velocità di scarico di frantumazione più rapida utilizza meno energia di frantumazione per le particelle di calcio pesanti, anche alla stessa velocità della ruota. Ciò comporta anche un migliore effetto di frantumazione. Esaminiamo la distribuzione delle dimensioni delle particelle della polvere. Ciò ci aiuta a verificare se il processo di modifica modifica le dimensioni della polvere di calcio pesante. Quando le dimensioni delle particelle della polvere di calcio pesante non cambiano molto, più rapida è la velocità di scarico, migliore è l'effetto di frantumazione. Il calcio pesante ultrafine e la paraffina liquida mostrano come la modifica della superficie influisce sulla viscosità. Una viscosità inferiore significa che la polvere di calcio pesante ultrafine si mescola meglio con la matrice organica. Rende inoltre più facile la dispersione uniforme. Ciò si traduce in un migliore effetto di modifica della superficie.
Effetto modifica:
Cambiare la superficie durante la polverizzazione con flusso d'aria può aumentare la velocità di scarico della polvere di calcio pesante ultrafine. Quando la temperatura del flusso d'aria raggiunge i 60 °C, la soluzione modificatrice ha una frazione di massa dell'agente di accoppiamento 50% e scorre a 1,5 mL/min. Di conseguenza, la velocità di scarico delle particelle di calcio pesante sale da 21,0 g/min a 56,7 g/min. Si tratta di un aumento di 170%. La polverizzazione con flusso d'aria cambia la superficie della polvere di calcio pesante. Ciò fa sì che si mescoli bene con la matrice organica. Questo processo non altera molto la dimensione delle particelle della polvere di calcio pesante ultrafine. La dimensione dipende principalmente dalla velocità di rotazione della ruota di classificazione.