炭酸カルシウム 重要な無機物である 化学薬品プラスチック、ゴム、コーティング、製紙などの業界で広く使用されています。近年、合成樹脂や化学薬品の使用は増加し続けており、エネルギー使用量は日々増加しています。プラスチック、ゴム、その他の業界では、充填剤の添加が検討されています。しかし、これらは無機充填剤です。これらの充填剤は資源が豊富で安価です。合成ポリマーに添加されます。プラスチックやゴムには、できるだけ多くの無機充填剤（炭酸カルシウムなど）を添加したいと考えています。しかし、製品の物理的および機械的特性は維持する必要があります。
普通の炭酸カルシウムは、一般的な無機充填剤の一例です。これらの要件を満たすのは困難です。全体的な性能を向上させるには、変更する必要があります。複合材料業界は急速な成長を遂げています。炭酸カルシウムは現在、充填剤であり、重要な改質剤です。
活性炭酸カルシウムはプラスチックに優れた充填能力を持っています。コストを削減できます。製品の硬度、剛性、サイズ安定性、熱安定性を向上させることができます。通常の炭酸カルシウムを改質して活性炭酸カルシウムを作ります。こうすることで、複合製品を充填および改質することができます。これには結晶形態の変化が含まれます。 粒子サイズ、サイズ範囲も変化します。また、炭酸カルシウムの表面特性も変化します。
炭酸カルシウム改質法
1 つは、粒子サイズを変更して炭酸カルシウム粒子を微細または超微細にすることです。これには、粒子の結晶形とサイズ範囲の変更が含まれます。微細または超微細炭酸カルシウムを使用すると役立ちます。さまざまな結晶形があります。これにより、樹脂を広げる能力が向上します。また、プラスチック、ゴム、その他の製品に補強効果をもたらします。これらの製品は、粒子が小さく、表面積が大きいです。
この方法は、古いプロセスを更新する必要があります。炭酸カルシウムの炭化、粉砕、乾燥を向上させる必要があります。製造プロセスは複雑です。大量生産する場合、製品を乾燥させるのが難しく、製造コストが高くなります。
2つ目は炭酸カルシウムの表面を改良することです。これにより炭酸カルシウムは無機質から有機質に変化します。これにより有機樹脂との適合性が高まります。この変化により製品の製造と品質も向上します。
この方法は主に両親媒性分子を使用します。両親媒性分子には無機基と有機基の両方があります。これらには、界面活性剤、長鎖酸、カップリング剤が含まれます。それらを使用して炭酸カルシウムの表面を改質します。そのプロセスと装置は比較的シンプルで、実装も簡単です。カップリング剤は新しいものです。さまざまなサイズの炭酸カルシウムを処理します。改質は非常に良好です。複合材料の製造にますます使用されています。これらの材料には、プラスチックとゴムが含まれます。これは、炭酸カルシウムフィラーの新しい種類を拡大する効果的な方法です。
炭酸カルシウム改質に適した有機物
多くの物質が炭酸カルシウムの表面を変えることができます。しかし、過去の研究は主に有機酸の使用に焦点を当ててきました。有機酸は活性炭酸カルシウムを作るために使われます。炭酸カルシウムの表面における有機酸の役割は主に物理吸着です。炭酸カルシウムと樹脂の界面の間に潤滑を提供します。有機酸を加えると、材料のレオロジー特性と加工特性を変えることができます。しかし、製品の物理的特性にはほとんど役立ちません。
最近の研究では、炭酸カルシウムをカップリング剤で処理すると、カップリング剤の無機末端と有機末端が表面と反応する可能性があることが示されています。また、有機樹脂とも反応します。同時に、有機樹脂と絡み合う可能性があります。架橋剤が存在すると、架橋も発生する可能性があります。この効果により、炭酸カルシウムの表面極性が変化します。これにより、炭酸カルシウムと有機樹脂の接着性も向上します。そのため、カップリング剤を添加すると、炭酸カルシウム充填製品の加工性が向上します。製品の物理的および機械的特性も向上します。
チタン酸塩とアルミネートカップリング剤の方が優れています。これらは炭酸カルシウムの表面を改質します。ただし、チタン酸塩カップリング剤で処理した炭酸カルシウムは色が変わります。これは、一部のポリマーで使用すると酸化により発生します。保管または処理中に、チタン酸塩分子の有機末端が分解することがあります。これは、加水分解またはアルコール分解により発生する可能性があります。同時に、チタン酸塩の熱分解温度はアルミネートよりも低いです。したがって、アルミネートカップリング剤を使用することをお勧めします。これらは炭酸カルシウムの処理に使用されます。
炭酸カルシウムは、アルミネートカップリング剤で活性化します。これらの剤の分子は両親媒性です。これらには、無機親和性末端と有機親和性末端が 1 つずつあります。カップリング剤は炭酸カルシウムの表面に作用します。粒子の表面にあるカルシウムイオンと炭酸イオンは、空気中の水と接触して加水分解します。これにより、アルカリ性で疎油性のヒドロキシル表面が形成されます。
炭酸カルシウムの表面ヒドロキシル基は、アルミネートカップリング剤の親無機末端と結合することができます。この組み合わせにより、表面改質炭酸カルシウム粒子が生成されます。これらの炭酸カルシウム粒子は表面が改質されています。これらは樹脂と混合されます。カップリング剤分子の有機末端は樹脂分子と絡み合うことができます。カップリング剤は炭酸カルシウムを活性化します。これにより、有機樹脂との親和性が向上します。樹脂が改質され、強化されます。