Calciumcarbonaat gemodificeerd formule heeft veel aandacht gekregen in verschillende industrieën vanwege de verbeterde eigenschappen. Dit modificatieproces verandert de oppervlakte-eigenschappen van calciumcarbonaat. Het helpt calciumcarbonaat beter te werken met verschillende materialen. Het gemodificeerde calciumcarbonaat vertoont een betere dispersie, meer stabiliteit en verbeterde prestaties. Dit is nuttig in kunststoffen, verf en coatings. Onderzoekers zijn altijd op zoek naar nieuwe manieren om de formule te verbeteren. Ze willen gelijke tred houden met de veranderende behoeften van de markt. Over het geheel genomen vertegenwoordigt de calciumcarbonaat-gemodificeerde formule een veelbelovende vooruitgang in de materiaalkunde.
Ca2+ en CO32- deeltjes van het vermalen van zwaar calciumcarbonaat reageren met water. Dit creëert hydroxylgroepen. Als gevolg hiervan wordt zwaar calciumcarbonaat hydrofiel. Organische polymeren zijn echter lipofiel en hydrofoob. De verschillende oppervlakte-eigenschappen van zwaar calciumcarbonaat en het organische polymeer leiden tot slechte compatibiliteit. Dit resulteert in ongelijkmatige dispersie en zwakke binding op de interface. Op polymeren gebaseerde composieten hebben vaak te maken met interfacedefecten tijdens gebruik. Dit kan hun prestaties verlagen. Daarom moet het oppervlak van zwaar calciumcarbonaat organisch worden gemodificeerd.
Calciumcarbonaat gemodificeerde formules
Er bestaan veel soorten oppervlaktemodificatoren. Hun formules, inclusief variëteit, dosering en gebruik, zijn zeer specifiek. EPIC Powder heeft 20 speciale formules ontwikkeld voor het modificeren van zwaar calciumcarbonaat. De processen omvatten natte en droge methoden. De soorten modificatoren omvatten stearinezuur (natrium), silaankoppelingsmiddel, titanaatkoppelingsmiddel, aluminaatkoppelingsmiddel, oppervlakteactieve stof, polymeer organische materie, zetmeel en composietmodificatoren, enz., alleen ter referentie. De details zijn als volgt:
- Formule 1: Stearinezuur natte maalmodificatie
- Formule 2: Natriumstearaat droge modificatie
- Formule 3: KH-550 natte modificatie
- Formule 4: Vergelijking van de effecten van droge modificatie van titanaat- en aluminaatkoppelingsmiddel
- Formule 5: Vergelijking van de effecten van natriumstearaat en aluminaat-koppelingsmiddel voor natte modificatie.
- Formule 6: Vergelijking van natte modificatie-effecten van natriumstearaat en koppelingsmiddel
- Formule 7: Vergelijking van de effecten van droge modificatie van oppervlakteactieve stoffen, siliconenolie, enz.
- Formule 8: Koppeling = Vergelijking van modificatie-effecten van oppervlakteactieve stoffen en oppervlakteactieve stoffen
- Formule 9: Vergelijking van de effecten van droge modificatie van oppervlakteactieve stoffen, stearinezuur, koppelingsmiddelen en siliconenolie
- Formule 10: Samengestelde modificatie van stearinezuur-titanaat-koppelingsmiddel (nat kogelmalen)
- Formule 11: Samengestelde modificatie van stearinezuur-titanaat-koppelingsmiddel (droge methode)
- Formule 12: Samengestelde modificatie van oliezuur en koppelingsmiddel
- Formule 13: Modificatie van op water gebaseerde composietmodificatoren
- Formule 14: Droge modificatie van polymeeremulsie
- Formule 15: Modificatie van dipalmitoylwijnsteenzuurdiester
- Formule 16: Droge modificatie van eleostearinezuuranhydridehydrolysaat
- Formule 17: Modificatie van sorbitanmonostearaat (Span60)
- Formule 18: Polyvinylacetaat polymerisatie modificatie
- Formule 19: Zetmeel bekleding wijziging
- Formule 20: Geïntegreerde behandeling van titanaatkoppelingsmiddel en luchtstroommalen
Formulering 1: Stearinezuur natte maalmodificatie
Wijziging: stearinezuur.
Wijzigingsmethode: Weeg 900g calciumcarbonaatpoeder af. deeltjesgrootte moet ongeveer 45 μm zijn. Bereid een slurry met een vaste massafractie van 75%. Voeg vervolgens stearinezuur toe. De hoeveelheid stearinezuur moet 1%-3% van de massa van het calciumcarbonaatpoeder zijn. De initiële viscositeit van de slurry is 147 mPa·s bij 42 °C en de viscositeit is 228 mPa·s na 20 min. staan. Het volume calciumcarbonaatslurry is ongeveer 600 ml. Roer met een snelheid van 1000 tpm gedurende 90 min in een roerdispergeerder. Stop met roeren. Verwijder de slurry en doe deze in een droogoven die is ingesteld op 180 °C. Haal na het drogen het aangepaste blok eruit. Gebruik vervolgens een hogesnelheidspulverisator om het 3 minuten te vermalen. Dit geeft u aangepast calciumcarbonaatpoeder.
Test en karakterisering: deeltjesgrootte, oppervlakte-activering, olie-absorptiewaarde, witheid.
Wijzigingseffect:
U kunt zwaar calciumcarbonaat bij kamertemperatuur malen en modificeren. Dit proces verkleint de deeltjesgrootte van 45 μm tot 2 μm. Naarmate u meer stearinezuur toevoegt, gaat de activering van zwaar calciumcarbonaat omhoog. Tegelijkertijd gaat de olie-absorptiewaarde omlaag. Naarmate het stearinezuur toeneemt tot 2% (massafractie), gaat de activering van zwaar calciumcarbonaat over 98%. Ook daalt de olie-absorptiewaarde tot 0,267 g/g. Het samen malen en modificeren van zwaar calciumcarbonaat helpt de productiekosten te verlagen. Dit maakt het product concurrerender.
Formule 2: Droge modificatie van natriumstearaat
Wijziging: natriumstearaat.
Wijzigingsmethode: Begin met het drogen van het zware calciumcarbonaat in een oven om vocht te verwijderen. Weeg vervolgens een specifieke hoeveelheid van het droge poeder af en voeg het toe aan een driehalskolf. Plaats de kolf in een waterbad op een ingestelde temperatuur en roer. Voeg vervolgens een afgemeten hoeveelheid natriumstearaat toe en roer gedurende een bepaalde tijd. Koel ten slotte het mengsel af om het gemodificeerde zware calciumcarbonaat te verkrijgen.
Test en karakterisering: FT-IR, XRD, SEM, Zeta-potentiaal.
Wijzigingseffect:
Wanneer de modificatietemperatuur 70°C is, is de hoeveelheid natriumstearaat 1,5% van de massa van zwaar calciumcarbonaat, is de modificatietijd 50min en de snelheid 700r/min, is de activeringssnelheid van natriumstearaat gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat 85,6% en is het modificatie-effect goed. Het infraroodspectrum van zwaar calciumcarbonaat met natriumstearaat vertoonde pieken. Er waren -CH2- symmetrische rekpieken bij 2850 cm-1 en antisymmetrische rekpieken bij 2920 cm-1. De röntgendiffractiepiek verschoof naar hogere hoeken. Het zeta-potentiaal nam toe van 14,1 mV tot 30,2 mV en de deeltjesgrootte nam af. Dit geeft aan dat natriumstearaat geënt is op het oppervlak van zwaar calciumcarbonaat. De modificatie veranderde echter niet de kristalvorm van calciumcarbonaat. Het gemodificeerde zware calciumcarbonaat heeft een goede dispergeerbaarheid.
Formule 3: KH-550 natte modificatie
Wijziging: γ-chloorpropyltriethoxysilane (KH-550), natriumstearaat, titanaat-koppelingsmiddel.
Wijzigingsmethode:
- Entmodificatie door natte methode.
- Weeg 200 gram gedroogd, ultrafijn zwaar calciumcarbonaat af.
- Verdeel het in 300 gram watervrije ethanol.
- Verwarm en roer 10 minuten in een waterbad van 80℃.
- Voeg vervolgens 2,5% van de poedermassa van de modificatiehulp toe.
- Laat onder dezelfde omstandigheden nog 60 minuten reageren.
- Filter, was en droog het vervolgens terwijl het nog heet is. Zo verkrijgt u het gemodificeerde, ultrafijne, zware calciumcarbonaatpoeder.
Testen en karakterisering:
- Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie
- Thermogravimetrische analyse
- Analyse van deeltjesgrootte
- Test op reologische eigenschappen van siliconenrubber
- Test van mechanische eigenschappen
Wijzigingseffect:
Reologische gegevens tonen aan dat het gemodificeerde ultrafijne zware calciumcarbonaat goed verspreidt in siliconenrubber. Het is ook beter compatibel met colloïden dan de ongemodificeerde versie. Ultrafijn zwaar calciumcarbonaat mist een nanoversterkend effect in grootte. Dit verzwakt de interactie tussen het oppervlaktebehandelde ultrafijne zware calciumcarbonaat en siliconenrubber. Als gevolg hiervan nemen de prestaties van siliconenrubber na vulkanisatie af in vergelijking met het gebruik van ongemodificeerd ultrafijn zwaar calciumcarbonaat. KH-550 heeft speciale eigenschappen zoals amino- en alkoxygroepen. Hierdoor verspreidt ultrafijn zwaar calciumcarbonaat behandeld met KH-550 zich gemakkelijk in siliconenrubber. Het vormt ook chemisch hecht zich aan het rubber. Hierdoor vertoont het RTV-siliconenrubber uitstekende mechanische eigenschappen.
Formule 4: Vergelijking van de effecten van droge modificatie van titanaat- en aluminaatkoppelingsmiddelen
Wijziging: titanaat-koppelingsmiddel JN-114, aluminaat-koppelingsmiddel DL-411.
Modificatiemethode: weeg een bepaalde hoeveelheid zwaar calciumcarbonaat af en voeg het toe aan een hogesnelheidsmixer. Voeg de oppervlaktemodificator toe nadat het materiaal is verhit tot de experimentele temperatuur. Stop na een bepaalde reactietijd met roeren om oppervlaktegemodificeerd zwaar calciumcarbonaat te verkrijgen.
Test en karakterisering: activeringsindex, contacthoek, infraroodspectrum, prestaties van polypropyleencomposietmateriaal.
Wijzigingseffect:
(1) Titanaat-koppelingsmiddel JN-114 adsorbeert chemisch op het oppervlak van zwaar calciumcarbonaat.
De beste omstandigheden voor droge modificatie van zwaar calciumcarbonaat zijn:
- JN-114 dosering: 1,0%
- Wijzigingstemperatuur: 70℃
- Wijzigingstijd: 30 minuten.
Onder deze omstandigheden bereikt het gemodificeerde zware calciumcarbonaat een contacthoek van 114,34°. De activatie-index bereikt ook 99,21%.
(2) Aluminaat-koppelingsmiddel DL-411 adsorbeert chemisch op het oppervlak van zwaar calciumcarbonaat.
De beste omstandigheden voor het droog modificeren van zwaar calciumcarbonaat zijn:
- DL-411 dosering: 1.0%
- Wijzigingstemperatuur: 90℃
- Wijzigingstijd: 30 minuten
Onder deze omstandigheden is de contacthoek van gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat 121,70°. De activatie-index bereikt ook 100%.
(3) Oppervlaktemodificatie van JN-114 en DL-411 kan de slagvastheid van PP-composieten effectief verbeteren. Wanneer de toegevoegde hoeveelheid 20% is, heeft het composietmateriaal de hoogste slagvastheid. Deze sterkte is 38,87% en 41,97% groter dan die van zuiver PP.
Formule 5: Vergelijking van natte modificatie-effecten van natriumstearaat en aluminaat-koppelingsmiddel
Modificator: aluminaatkoppelingsmiddel DL-411 en natriumstearaat.
Wijzigingsmethode:
(1) Om aluminaatkoppelingsmiddel DL-411 gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat te maken, volgt u deze stappen:
- Weeg 30 gram zwaar calciumcarbonaat af en doe het in een reactiefles van 250 ml.
- Voeg wat water en ethanol toe en roer tot er een suspensie ontstaat.
- Verwarm het mengsel.
- Los het aluminaatkoppelingsmiddel op in een geschikte hoeveelheid watervrije ethanol en verspreid het met behulp van een ultrasoonreiniger.
- Zodra de temperatuur het gewenste niveau bereikt, voegt u de aluminaat-alcoholoplossing toe aan de zware calciumcarbonaat-suspensie.
- Blijf even roeren zodat de reactie kan plaatsvinden.
- Nadat de reactie is voltooid, wast u het product meerdere malen met ethanol.
- Filter en scheid het, en droog het vervolgens vacuüm bij 50°C gedurende 24 uur om het eindproduct te verkrijgen: aluminaat-koppelingsmiddel gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat.
(2) Natriumstearaat gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat:
- Weeg 30 gram zwaar calciumcarbonaat af in een reactiefles van 250 ml.
- Voeg water en ethanol toe en roer tot een gladde suspensie ontstaat.
- Verwarm het mengsel tot de gewenste temperatuur is bereikt.
- Voeg vervolgens de vaste deeltjes natriumstearaat toe aan de suspensie en roer een tijdje.
- Zodra de reactie is voltooid, wast u het product met water en ethanol.
- Filter en scheid het mengsel en vacuümdroog het vervolgens gedurende 24 uur bij 50°C.
- Dit proces levert natriumstearaat-gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat op.
Testen en karakterisering:
- Olie-absorptiewaarde
- Sedimentatievolume
- Contacthoek
- Prestatietest van calciumcarbonaat/polypropyleencomposieten.
Wijzigingseffect:
De beste omstandigheden voor het modificeren van 1250 mesh zwaar calciumcarbonaat met natriumstearaat zijn:
- Temperatuur: 25℃
- Verhouding: m(calciumcarbonaat):m(ethanol):m(water) = 3:1,5:3
- Massa van natriumstearaat tot zwaar calciumcarbonaat: 3,0%
- Roersnelheid: 400 tpm
- Roertijd: 40 min
Met deze instellingen nemen de olie-absorptiewaarde en het sedimentatievolume af met ongeveer 50%. De contacthoek bereikt 129,2°.
De beste manier om zwaar calciumcarbonaat te modificeren met het aluminaatkoppelingsmiddel DL-411 is als volgt:
- Wijziging temperatuur: 25℃
- Mengverhouding: m(calciumcarbonaat):m(ethanol):m(water) = 3:1.5:3
- Agentenverhouding: aluminaat koppelingsmiddel/zware calciumcarbonaat massa = 2,0%
- Triethylamine-verhouding: triethylamine/calciumcarbonaat massa = 0,5%
- Roersnelheid: 300 tpm
- Roertijd: 2 minuten
Vergeleken met ongemodificeerd calciumcarbonaat vertoont het gemodificeerde zware calciumcarbonaat:
- Olie-absorptiewaarde daalt: 47.0%
- Afname sedimentatievolume: 45,8%
- Contacthoek: 136,3°
De optimale vulhoeveelheid van natriumstearaat gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat in PP is 20%. Vergeleken met de grondstof PP zijn de rek bij breuk en de slagvastheid verhoogd met 12,5% en 15,7%. De beste vulhoeveelheid van aluminaat gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat in polypropyleen is 30%. Dit verhoogt de rek bij breuk met 15,0% en de slagvastheid met 16,0%.
Formule 6: Vergelijking van natte modificatie-effecten van natriumstearaat en koppelingsmiddel
Wijziging: natriumstearaat, γ-chloorpropyltriethoxysilaan (KH-550), titanaatkoppelingsmiddel TC114.
Wijzigingsmethode: Weeg 200 g gedroogd ultrafijn zwaar calciumcarbonaat af. Doe het in een rondbodemkolf. Verdeel het over 300 g watervrije ethanol. Verwarm en roer in een waterbad van 80 ℃ gedurende 10 minuten. Voeg vervolgens 2,51 TP3T van de poedermassa van de modificatiehulp toe. Blijf 60 minuten onder dezelfde omstandigheden reageren. Filter het daarna, was het en droog het terwijl het nog heet is om het gemodificeerde ultrafijne zware calciumcarbonaatpoeder te krijgen.
Test en karakterisering:
- Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie
- Thermogravimetrische analyse
- Analyse van deeltjesgrootte
Met deze methoden worden de eigenschappen van RTV-siliconenrubbermaterialen beoordeeld.
Wijzigingseffect:
Reologische gegevens tonen aan dat gemodificeerd ultrafijn zwaar calciumcarbonaat goed dispergeert in siliconenrubber. Dit is beter dan ongemodificeerd ultrafijn zwaar calciumcarbonaat. Het heeft ook een verbeterde compatibiliteit met colloïden. Ultrafijn zwaar calciumcarbonaat mist een nanoversterkend effect in grootte. Dit verzwakt de interactie tussen oppervlaktebehandeld ultrafijn zwaar calciumcarbonaat (TC114 en natriumstearaat) en siliconenrubber. Als gevolg hiervan nemen de prestaties van siliconenrubber na vulkanisatie af in vergelijking met het gebruik van ongemodificeerd ultrafijn zwaar calciumcarbonaat. KH-550 heeft amino- en alkoxygroepen. Hierdoor dispergeert ultrafijn zwaar calciumcarbonaat behandeld met KH-550 goed in siliconenrubber. Het vormt ook chemische bindingen met het rubber. Als gevolg hiervan vertoont het RTV-siliconenrubber uitstekende mechanische eigenschappen.
Formule 7: Vergelijking van de effecten van droge modificatie van oppervlakteactieve stoffen, siliconenolie, enz.
Wijziging: polyethyleenglycol-200, di-ethyleenglycol, triethanolamine en aminosiliconenolie-804.
Wijzigingsmethode: Gebruik de droge modificatiemethode. Weeg 100 g zwaar calciumcarbonaatpoeder af en doe het in een driehalskolf. Plaats deze kolf in een waterbad met constante temperatuur. Start de elektrische roerder om te mengen. Wanneer de temperatuur 95℃ bereikt, voeg je de oppervlaktemodifier toe terwijl je roert. Blijf roeren en reageren bij 95℃ gedurende 30 minuten na het toevoegen. Dit geeft je zwaar calciumcarbonaat gemodificeerd poeder. Zodra het gemodificeerde poeder is afgekoeld, neem je monsters voor testen en karakterisering.
Test en karakterisering: olie-absorptiewaarde, infraroodspectrum, thermogravimetrische analyse.
Wijzigingseffect:
De volgorde van de vier oppervlaktemodificatoren die de olie-absorptie van zware calciumcarbonaatvuller verminderen, is als volgt: aminosiliconeolie-804 > polyethyleenglycol-200 > triethanolamine > diethyleenglycol. Ook vertoont dezelfde modificator verschillende olie-absorptiewaarden op basis van de dosering. Meestal betekent een grotere dosis van de modificator een lagere olie-absorptiewaarde. Alle modificatoren binden chemisch met de hydroxylgroep op zwaar calciumcarbonaatpoeder. Wanneer aminosiliconeolie-804 wordt gebruikt bij 1.00%, kan de olie-absorptiewaarde van het gemodificeerde monster 0,115 ml/g bereiken. Thermogravimetrische analyse toont aan dat het gemodificeerde monster de beste thermische stabiliteit heeft. De thermische ontledingstemperatuur is 325℃.
Formule 8: Vergelijking van de modificatie-effecten van koppelingsmiddel en oppervlakteactieve stof
Bepalingen omvatten:
- Aluminaat-koppelingsmiddel (DL-411)
- Titanaat-koppelingsmiddel (NDZ-201)
- Silane-koppelingsmiddel (KH-550)
- Stearinezuur (SA)
- Natriumdodecylsulfaat (SDS)
- Glutaminezuur (GLU)
- Hexadecylfosfaat (PO16)
- Octadecylfosfaat (PO18)
- Hexadecyltrimethylammoniumbromide (CTAB) oppervlakteactieve stoffen
Samengestelde modificatoren zijn het aluminaat-koppelingsmiddel (DL-411) en natriumdodecylsulfaat (SDS).
Modificatiemethode: droge modificatie en natte modificatie.
Test en karakterisering omvatten:
- Activeringssnelheid
- Olie-absorptiewaarde
- Infraroodanalyse
- Deeltjesgrootte
- SEM
Hierbij ligt de nadruk op de prestaties van het PBAT/gemodificeerd calciumcarbonaatcomposietmateriaal.
Wijzigingseffect:
(1) Wanneer het gehalte van de drie koppelingsmiddelen DL-411, NDZ-201 en KH-550 1,5% was en de modificatiemethode natte modificatie was, had het gemodificeerde calciumcarbonaat het beste effect. Het oppervlak van calciumcarbonaat was lipofiel, de dispergeerbaarheid werd verbeterd en de gemiddelde deeltjesgrootte werd verminderd.
(2) Van de zes oppervlakteactieve stoffen was het modificerende effect op calciumcarbonaat het beste toen het gehalte aan SA, SDS en PO16 3% bedroeg. Hierdoor veranderde het oppervlak van calciumcarbonaat met succes van hydrofiel naar hydrofoob, werd de gemiddelde deeltjesgrootte verkleind en werd de dispergeerbaarheid verbeterd.
(3) Calciumcarbonaat werd gemodificeerd door koppelingsmiddel DL-411 en oppervlakteactieve stof SDS.
Het beste modificerende effect op calciumcarbonaat vond plaats onder de volgende omstandigheden:
- Samengestelde modifierverhouding (DL:SDS) van 3:2
- Reactietijd van 40 minuten
- Reactietemperatuur van 80 °C
- Samengestelde modifierhoeveelheid van 3%
Vergeleken met een enkele modificator zorgt het synergetische effect tussen DL-411 en SDS ervoor dat de samengestelde modificator een beter modificerend effect heeft op calciumcarbonaat.
Formule 9: Vergelijking van de effecten van droge modificatie van oppervlakteactieve stof, stearinezuur, koppelingsmiddel en siliconenolie
Wijziging:
- Nieuwe oppervlakteactieve modificator JST-9001 (polyoxyethyleenether-type composietmodificator)
- JST-9002 (fosfaattype composietmodificator)
- JST-9003 (polyoxyethyleenether-type composietmodificator)
- JST-900
Wijzigingsmethode: Weeg 100 g zwaar calciumcarbonaatpoeder af. Doe het in een 500 ml driehalskolf. Stel het waterbad met constante temperatuur in op de gewenste temperatuur. Stel de elektrische roerder met digitaal display in op (1300 ± 50) t/min. Voeg vervolgens de modifier druppelsgewijs toe aan het zware calciumcarbonaat in de kolf. Zorg ervoor dat u het met een gematigde snelheid toevoegt, niet te snel en niet te langzaam. Sluit de driehalskolf af na het toevoegen van de modifier en begin met timen. Schakel na een bepaalde tijd het instrument uit, wacht tot het monster is afgekoeld, haal het eruit en sluit het af in een verzegelde zak.
Test en karakterisering omvatten:
- Olie-absorptiewaarde
- Activeringsindex
- Stabiliteit van de dispersie in de oliefase
- Watercontacthoek
- Infraroodspectrum (FTIR)
- Thermogravimetrische (TG) analyse.
Wijzigingseffect:
JST-9001 en JST-9003, samen met stearinezuur en aluminaat F-2, werken beter dan JST-9002 en JST-9004, hydroxysiliconenolie en aminosiliconenolie 585C. Ze bieden een effectievere modificatie voor zwaar calciumcarbonaat. De nieuwe modificatoren JST-9001 en JST-9003 kunnen betere modificatie-effecten bereiken dan stearinezuur en aluminaat F-2 bij een lage modificatordosering (0,50%).
De olie-absorptiewaarden van C525 zware calciumcarbonaatmonsters die zijn aangepast door JST-9001 en JST-9003 zijn respectievelijk 0,11 ml/g en 0,10 ml/g. Hun activeringsindexen zijn 98,77% en 99,19%. De troebelheidsveranderingssnelheden zijn 4,06% en 5,30%. De bevochtigingscontacthoeken zijn 154,2° en 151,4°.
Voor de 00 zware calciumcarbonaatmonsters zijn de olie-absorptiewaarden 0,14 ml/g en 0,15 ml/g. Hun activeringsindexen zijn 89,73% en 93,77%. De troebelheidsveranderingssnelheden zijn 16,04% en 9,59%. De bevochtigingscontacthoeken zijn 91,9° en 87,7°.
Met de juiste dosering bonden de hydrofiele groepen in JST-9001 en JST-9003 zich met de —OH op het oppervlak van zwaar calciumcarbonaat. Dit creëerde een laag modifiermoleculen op de calciumcarbonaatdeeltjes. De oppervlakte-eigenschappen van zwaar calciumcarbonaat veranderden van hydrofiel naar hydrofoob. Ook daalde de olie-absorptiewaarde aanzienlijk.
Formule 10: Stearinezuur-titanaat koppelingsmiddel composietmodificatie (nat kogelmalen)
Wijziging: Stearinezuur en titanaatkoppelingsmiddel worden gebruikt als composietmodificatoren, en watervrije ethanol wordt gebruikt als dispergeermiddel.
Wijzigingsmethode: Weeg 15,0 gram zwaar calciumpoeder af en voeg het toe aan een kogel molen. Weeg vervolgens een specifieke hoeveelheid stearinezuur en titanaatkoppelingsmiddel af op basis van de massaverhouding. Voeg deze ook toe aan de kogelmolen. Giet er vervolgens watervrije ethanol bij totdat het poeder net bedekt is. Start ten slotte de kogelmolen om het zware calciumpoeder te modificeren. Het gemodificeerde poeder wordt in een droogoven geplaatst en gedroogd bij 80°C, afgekoeld tot kamertemperatuur en gemalen om het gemodificeerde product te verkrijgen.
Test en karakterisering: activeringsgraad, olie-absorptiewaarde, sedimentatievolume, deeltjesgrootte.
Wijzigingseffect:
Na het testen van verschillende factoren en het uitvoeren van een orthogonaal experiment, vonden we het beste proces voor modificatie. De optimale omstandigheden zijn:
- Kogelmaaltijd: 1,5 uur
- Kogelmaalsnelheid: 350 tpm
- Modifier dosering: 2.0%
- Modifier-verhouding: 1:3
Gemodificeerd zwaar calciumpoeder werkt beter dan ongemodificeerd poeder. Het heeft een betere activering, minder olie-absorptie, lager sedimentatievolume en kleinere deeltjesgrootte. Over het algemeen laat de modificatie goede resultaten zien. Met het geoptimaliseerde proces laat het gemodificeerde zware calciumpoeder een activeringsgraad zien van 99,4%. De olie-absorptiewaarde is 14,27 g per 100 g poeder. Het sedimentatievolume meet 1,08 ml/g en de deeltjesgrootte D50 is 1,58 μm.
Formule 11: Stearinezuur-titanaat koppelingsmiddel composiet modificatie (droge methode)
Wijziging: stearinezuur, titanaat-koppelingsmiddel.
Wijzigingsmethode: Weeg een specifieke hoeveelheid gedroogd zwaar calciumcarbonaat af en doe het in een roerbak. Zet de bak vervolgens in een waterbad op de juiste temperatuur. Voeg vervolgens een afgemeten hoeveelheid stearinezuur toe. Gebruik een hogesnelheidsdispergeerder om het calciumcarbonaat goed te mengen. Voeg daarna bis(dioctyloxypyrophosphate)ethylene titanate coupling agent toe. Dispergeer het mengsel ten slotte met hoge snelheid om gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat te krijgen. Het werd gemengd met epoxyhars om een gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat/epoxyharscomposietmateriaal te bereiden.
Test en karakterisering omvatten:
- Thermogravimetrische analyse
- Nabij-infraroodspectroscopie
- Röntgendiffractie
- Elektronenmicroscopie
- Prestaties van epoxyharsproducten
Wanneer stearinezuur 1,5% van de massa van zwaar calciumcarbonaat vormt, bedraagt de modificatietijd 20 minuten. Voor titanaat bedraagt de modificatietijd bij 2,0% van de massa slechts 10 minuten. Onder deze omstandigheden heeft het composietmateriaal de beste treksterkte-eigenschappen bij 10,2 MPa. Het vertoont ook de laagste olie-absorptiewaarde. De kristalvorm van zwaar calciumcarbonaat bleef hetzelfde nadat het werd gemodificeerd met stearinezuur, titanaat en epoxyhars. De composietmodifier hechtte ook goed aan het oppervlak. De gemodificeerde zware calciumcarbonaatdeeltjes hebben een goede dispersie en een sterke binding met epoxyhars.
Formule 12: Oliezuur en koppelingsmiddel composietmodificatie
Bepalingen:
- Aluminaat-koppelingsmiddel (DL-411)
- Alkyl-gemodificeerd polysiloxaan-koppelingsmiddel (FD-1106)
- Stearinezuur (SA)
- Oliezuur (OA)
Wijzigingsmethode:
(1) Natte modificatie: Weeg 10 g zwaar calciumcarbonaat af en doe het in een bekerglas van 250 ml. Voeg vervolgens 50 g water en 50 g ethanol toe. Roer goed om een suspensie te creëren en verwarm het tot 80 °C. Los vervolgens de modifier op in wat ethanol. Gebruik een ultrasoonreiniger om het 10 minuten te dispergeren. Zodra de temperatuur het ingestelde niveau bereikt, voegt u de gemodificeerde oplossing toe aan het bekerglas met zwaar calciumcarbonaat. Roer even. Was het mengsel na de reactie met water en ethanol. Vacuümdroog het vervolgens 12 uur lang op 60 °C. Dit geeft u gemodificeerd calciumcarbonaat.
(2) Droge modificatie: Voeg eerst calciumcarbonaatpoeder toe aan een hogesnelheidsmixer. Verwarm het poeder vervolgens tot 80°C. Spuit ten slotte de modifier om gemodificeerd calciumcarbonaat te krijgen.
(3) Composietmodificatie: Weeg 500 g zwaar calciumcarbonaatpoeder af en roer het in een hogesnelheidsmixer en verwarm het tot 120 ℃. Spuit in de hogesnelheidsmixer wat neveloppervlakmodifier FD-1106 en OA. Meng en roer vervolgens gedurende een ingestelde tijd. Dit creëert zwaar calciumcarbonaatpoeder dat is gemodificeerd door de composietmodifier.
Test en karakterisering: bepaling van de activeringssnelheid, test van de olie-absorptiewaarde en analyse van de deeltjesgrootte.
Wijzigingseffect:
(1) Wanneer de toegevoegde hoeveelheid van de vier oppervlaktemodificatoren DL-411, SA, FD-1106 en OA respectievelijk 1,5%, 1,0%, 1,5% en 1,0% van de massa van zwaar calciumcarbonaat is, is het modificatie-effect het beste. De gemodificeerde calciumcarbonaatdeeltjes verspreiden zich beter en activeren sneller. Ook gaat de olie-absorptiewaarde omlaag.
(2) Het natte modificatie-effect is relatief duidelijker, maar het droge modificatieproces is eenvoudiger, gemakkelijker te bedienen en kan in grotere mate kosten besparen. Daarom is droge modificatie geschikter voor industriële productie.
(3) De infraroodtestresultaten van de vier gemodificeerde zware calciumcarbonaten bewezen dat het zware calciumcarbonaat succesvol werd gemodificeerd door de modificator. De deeltjesgrootteanalyse toonde aan dat de gemiddelde grootte van zwaar calciumcarbonaat sterk daalde na gebruik van vier modificatoren. Van hen produceerde OA de grootste gemiddelde deeltjesgrootte bij 23,6%, terwijl de activeringssnelheid 98,8% bereikte.
(4) Alkyl-gemodificeerd polysiloxaan koppelingsmiddel (FD-1106) en OA werden geselecteerd om samengestelde zelfassemblagemodificatie van calciumcarbonaat uit te voeren. Toen de samengestelde modificatorverhouding (FD-1106: OA) 1:1 was, vond de beste calciumcarbonaatmodificatie plaats. We bereikten dit door 1% van de samengestelde modificator toe te voegen. De reactie duurde 10 minuten bij 110 °C. Het gemodificeerde calciumcarbonaat had een gemiddelde deeltjesgrootte van 8,45 μm. Bovendien bereikte de activeringssnelheid 99,6%. Het vullen van 30% calciumcarbonaat in PBAT/PLA geeft de beste mechanische eigenschappen voor de samengestelde film. De treksterktes zijn 19,37 MPa in de dwarsrichting en 29,67 MPa in de lengterichting. Op dit moment is de samengestelde film een hydrofoob materiaal met een hydrofobe hoek van 95°.
Formule 13: Modificatie van een op water gebaseerde composietmodifier
Modificator: polyethyleenglycol-300 (PEG-300), natriumdodecylsulfaat (SDS) en natriumstearaat.
Wijzigingsmethode:
- Weeg 500 gram zwaar calciumcarbonaat af.
- Weeg 10 gram van de samengestelde modificator af.
- Meet 7 ml zuiver water af.
- Verwarm deze au bain-marie tot 80℃.
Hierdoor ontstaat een waterige, samengestelde modificatoroplossing voor later gebruik.
Doe het zware calciumcarbonaatpoeder in een hogesnelheidsmixer. Verwarm het tot 100-110℃. Voeg vervolgens langzaam de modifier waterige oplossing toe. Meng op hoge snelheid gedurende 5 minuten. Stop dan met roeren en open het deksel van de mixer. Laat het water 10 minuten verdampen. Meng ten slotte nog 20 minuten op hoge snelheid. De materiaaltemperatuur blijft tijdens het proces tussen de 100 en 110℃. Dit zorgt ervoor dat we geactiveerd zwaar calciumcarbonaatpoeder krijgen.
Test en karakterisering: olie-absorptiewaarde, sedimentatievolume, oppervlaktemorfologie en prestaties van PP/zware calciumcarbonaatcomposietmaterialen.
Wijzigingseffect:
Wanneer de massaverhouding van PEG-300, SDS en natriumstearaat 6:2:2 is, is de oppervlaktemodificatie het meest effectief. De olie-absorptiewaarde van zwaar calciumcarbonaatpoeder daalt van 32,7 ml/100 g tot 15,5 ml/100 g. Ook neemt het sedimentatievolume af van 4,1 ml/g tot 1,0 ml/g. Het op water gebaseerde composiet zware calciumcarbonaat heeft kleine deeltjes. Het biedt een hogere dispergeerbaarheid en betere kristallisatieprestaties. De op water gebaseerde composietmodifier werkt beter dan stearinezuur. Wanneer we meer zwaar calciumcarbonaatpoeder toevoegen, veranderen ook de mechanische eigenschappen van het PP/zware calciumcarbonaatcomposiet. Ze verbeteren eerst en nemen dan af. De beste prestaties worden bereikt wanneer de massafractie 30% is. De buigsterkte bereikt 45,75 MPa en de treksterkte bereikt 32,58 MPa.
Formule 14: Droge modificatie van polymeeremulsie
Wijziging: polymeeremulsie.
Wijzigingsmethode: Doe calciumcarbonaat in een oven en droog het op 110℃ gedurende 24 uur. Weeg een specifieke hoeveelheid droog zwaar calciumcarbonaatpoeder af nadat u het vocht hebt verwijderd. Voeg het vervolgens toe aan een driehalskolf. Doe het in een waterbad op 80℃ en roer het elektrisch op een snelheid van 500r/min. Voeg polymeeremulsie toe aan de driehalskolf en roer het elektrisch gedurende 50 min. Koel het materiaal af en ontlaad het om gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat te verkrijgen.
Test en karakterisering: activeringssnelheid, FT-IR, XRD, SEM, Zeta-potentiaal.
Wijzigingseffect: Bij 80℃, na 50 minuten en bij een snelheid van 500 tpm, bereikt het gemodificeerde calciumcarbonaat een activeringssnelheid van 90,8%. Dit maakt gebruik van een 3%-polymeeremulsie op basis van het gewicht van Xianfeng zwaar calciumcarbonaat. Dit toont een goed modificatie-effect. Calciumcarbonaat werd gekarakteriseerd door FT-IR, XRD, SEM en Zeta-potentiaal. De resultaten tonen aan dat we de polymeeremulsie succesvol op het calciumcarbonaatoppervlak hebben geënt. De diffractiepiek van gemodificeerd calciumcarbonaat beweegt naar een hogere hoek. De polymeeremulsie verandert echter niet de calciumcarbonaatkristalvorm. De Zeta-potentiaal van gemodificeerd calciumcarbonaat stijgt van 14,1 mV naar 29,8 mV. De deeltjesgrootte wordt kleiner, wat de dispergeerbaarheid verbetert.
Formulering 15: Dipalmitoylwijnsteenzuurdiestermodificatie
Modificator: Dipalmitoylwijnsteenzuurdiester.
Wijzigingsmethode:
(1) Synthese van dipalmitoylwijnsteenzuurdiester: Begin met 10,3 g palmitinezuur in een rondbodemkolf. Voeg vervolgens langzaam 10 ml thionylchloride toe terwijl u roert. Verwarm het mengsel tot 80 ℃ gedurende 3 uur, of totdat de oplossing helder is. Verwijder extra thionylchloride met behulp van vacuümrotatieverdamping. Voeg vervolgens 5 ml methyl-tert-butylether toe. Ga door met rotatieverdamping totdat u bruingeel palmitinezuurchloride krijgt. Los palmitinezuurchloride op in dichloormethaan.
Giet dit mengsel vervolgens over in een driehalskolf. Voeg vervolgens 16,8 ml triethylamine toe terwijl u het in een ijswaterbad houdt. Weeg 3,0 g wijnsteenzuur af, verwarm en los het op in aceton en druppel het in de driehalskolf. Verwarm na voltooiing tot kamertemperatuur en laat het een nacht reageren. Filter en vacuümdamp het filtraat om een pasta-achtige vaste stof te krijgen. Herkristalliseer het vervolgens twee keer met aceton. Droog het ten slotte om een witte vaste stof te verkrijgen, wat dipalmitoylwijnsteenzuurdiester is, het doelproduct.
(2) Modificatie van zwaar calciumcarbonaat: Weeg wat calciumcarbonaatpoeder af. Voeg water toe en roer tot een slurry. Doe het vervolgens in een waterbad met een constante temperatuur. Verwarm het terwijl u roert met een snelheid van 450 tpm. Verwarm tot de juiste temperatuur. Voeg vervolgens de juiste massafractie van de modifier toe. Roer en reageer bij een constante temperatuur gedurende een ingestelde tijd. Filter, droog en maal tot een deeltjesgrootte van <250μm om een calciumcarbonaat-gemodificeerd product te verkrijgen.
Test en karakterisering: olie-absorptiewaarde, sedimentatievolume, activeringsgraad.
Wijzigingseffect:
Om zwaar calciumcarbonaat (10 μm) te modificeren met dipalmitoylwijnsteenzuurdiëster, gelden de volgende optimale omstandigheden: 2.0% modifierdosering, 55 minuten modificatietijd en een temperatuur van 60℃.
Onder deze omstandigheden vertoonde het gemodificeerde calciumcarbonaat opmerkelijke veranderingen:
- De olie-absorptiewaarde daalde van 0,2780 ml/g naar 0,2039 ml/g.
- Het sedimentatievolume daalde van 1,3 ml/g naar 0,3 ml/g.
- De activeringsgraad steeg van 0% naar 98,58%.
Deze resultaten duiden op significante modificatie-effecten.
Calciumcarbonaat met dipalmitoylwijnsteenzuurdiester absorbeert minder olie en heeft een kleiner sedimentatievolume. Dit is anders dan calciumcarbonaat dat stearinezuur gebruikt. De activeringsgraad is echter beter. Dit toont aan dat het modificatie-effect van dipalmitoylwijnsteenzuurdiester met dubbele hydrofobe ketens en dicarbonzuren beter is dan dat van traditioneel enkelketenstearinezuur.
Formule 16: Droge modificatie van eleostearinezuuranhydridehydrolysaat
Modifier: Eleostearinezuur dient als grondstof. Het reageert met maleïnezuuranhydride via een Diels-Alder-reactie om eleostearinezuuranhydride te creëren. Vervolgens wordt deze verbinding gehydrolyseerd om tricarboxyleostearinezuuranhydridehydrolysaat te produceren, een modifier met meerdere actiepunten.
Wijzigingsmethode:
(1) Synthese van eleostearinezuuranhydridehydrolysaat:
- Voeg 20,0 g eleostearinezuur toe aan een driehalskolf.
- Verwarm het mengsel tot 65℃ terwijl u voortdurend roert.
- Voeg vervolgens 3,6 gram maleïnezuuranhydride toe.
- Zodra het maleïnezuuranhydride is opgelost, verhoog je de temperatuur tot ongeveer 140℃.
- Laat het 90 minuten reageren, zodat een bruingele, stroperige eleostearinezuuranhydride ontstaat.
- Los vervolgens het eleostearinezuuranhydride op in wat aceton, zodat er een oplossing ontstaat.
- Voeg een geschikte hoeveelheid water toe om het anhydride te hydrolyseren.
- Laat het 30 minuten op kamertemperatuur staan om het eleostearinezuuranhydridehydrolysaat te verkrijgen.
(2) Droge modificatie van zwaar calciumcarbonaat:
- Begin met 100 gram zwaar calciumcarbonaatpoeder.
- Doe het in een hogesnelheidsdispenser.
- Verwarm het tot 50℃.
- Voeg vervolgens een specifieke hoeveelheid acetonoplossing toe die eleostearinezuuranhydridehydrolysaat bevat.
- Meng en roer gedurende 15 minuten.
- Droog het daarna totdat het een constante massa heeft.
- Eindelijk
Test en karakterisering: activeringsgraad, olie-absorptiewaarde, contacthoek, viscositeit en voorbereiding van calciumcarbonaat/PVC-composietmateriaal om de prestaties te testen.
Wijzigingseffect:
De beste modificatie van calciumcarbonaat gebruikt 1,5% eleostearinezuuranhydridehydrolysaat. Dit resulteert in een activeringsgraad van 83,40%. Het verlaagt ook de olie-absorptiewaarde tot 28,29 ml/100 g en verlaagt de viscositeit met 46,36%. De watercontacthoek is 99°. Het vullen van gemodificeerd calciumcarbonaat in PVC verhoogt de gekerfde slagvastheid van het composiet. Deze stijgt van 8,455 kJ/m² naar 10,216 kJ/m². De rek bij breuk neemt ook toe, van 16,12% naar 24,52%. Gemodificeerd calciumcarbonaat heeft een verhardend effect op PVC-materiaal.
Formulering 17: Span60-modificatie
Modifier: Sorbitanmonostearaat (Span60).
Wijzigingsmethode:
Weeg een specifieke hoeveelheid gedroogd zwaar calciumcarbonaatpoeder af. Meet vervolgens hetzelfde voor kogelmolenkralen. Plaats vervolgens beide in een schone, droge kogelmolen, volgens de verhouding kogel-tot-materiaal. Weeg de gewenste hoeveelheid modifier af. Los het op in watervrije ethanol. Giet het mengsel vervolgens in de kogelmolen. Start de kogelmolen om met modificatie te beginnen. Verwijder na het kogelmalen de slurry. Plaats het vervolgens in een droogoven op 80 °C. Laat het na het drogen afkoelen tot kamertemperatuur. Maal het ten slotte om een monster van gemodificeerd zwaar calciumpoeder te krijgen.
Test en karakterisering: activering, sedimentatievolume, olie-absorptiewaarde, deeltjesgrootte.
Wijzigingseffect:
Na modificatie neemt de oppervlakte-activering van zwaar calciumpoeder toe. Het sedimentatievolume, de olie-absorptiewaarde en de deeltjesgrootte nemen af. De modifier Span60 is succesvol geadsorbeerd op het oppervlak van het zware calciumpoeder. Dit verbetert de oppervlakte-eigenschappen van het poeder. De hoeveelheid modifier heeft de grootste impact op het modificatie-effect. Vervolgens komt de verhouding tussen bal en materiaal. Daarna spelen ook de tijd en snelheid van het malen van de bal een belangrijke rol.
De beste omstandigheden voor modificatie zijn:
- Kogelmaalsnelheid: 300 tpm
- Kogelmaaltijd: 1,5 uur
- Kogel-tot-materiaalverhouding: 8:1
- Modifier dosering: 2.0%
Onder deze omstandigheden bereikt de activeringsgraad van gemodificeerd zwaar calciumpoeder 99,2%.
Formule 18: Polyvinylacetaat polymerisatie modificatie
Modificator: polyvinylacetaat.
Wijzigingsmethode:
(1) Directe modificatie van polyvinylacetaat. Verhit de gemalen zware calciumcarbonaatslurry tot 90°C. Voeg vervolgens het gepolymeriseerde polyvinylacetaat toe terwijl u snel roert. Roer 1 uur bij 90°C om de modificatie te voltooien.
(2) In-situ polymerisatiemodificatie van polyvinylacetaat. Meng polyvinylalcohol en natriumdodecylbenzeensulfonaat in de gemalen zware calciumcarbonaatslurry. Verwarm de slurry tot 90°C. Zet vervolgens de emulgator aan om de polyvinylalcohol volledig op te lossen. Laat het ten slotte afkoelen. Koel het mengsel af tot 68–70°C. Voeg vervolgens OP-10 en 30% van het totale vinylacetaat toe. Roer gedurende 20 minuten. Voeg vervolgens 0,5% kaliumpersulfaat toe op basis van het totale vinylacetaat. Laat het 30 minuten reageren. Voeg langzaam het resterende vinylacetaat en nog eens 0,5% kaliumpersulfaat toe. Houd een temperatuur van 68–70°C aan terwijl u vinylacetaat toevoegt. Verhoog de temperatuur tot 90–95°C nadat u al het vinylacetaat hebt toegevoegd. Gebruik vervolgens een 10% natriumbicarbonaatoplossing om de pH-waarde aan te passen tot 6–7 totdat de reactie is voltooid en de modificatie is voltooid.
(3) Stearinezuurmodificatie. De gemalen zware calciumcarbonaatslurry wordt verhit tot 90℃ en het verhitte en gesmolten stearinezuur wordt toegevoegd onder roeren op hoge snelheid. De temperatuur wordt gehandhaafd en 1 uur geroerd om de modificatie te voltooien. Dehydratatie, drogen en vermalen van zwaar calciumcarbonaat: Gebruik een centrifuge om de gemodificeerde zware calciumcarbonaatslurry te dehydrateren. Dit proces creëert een gemodificeerde zware calciumcarbonaatfilterkoek. De filterkoek wordt in een oven geplaatst en gedroogd bij 110℃ totdat het vochtgehalte van de filterkoek minder is dan 0,3%, wat als voltooid wordt beschouwd. De gedroogde filterkoek wordt in een straal molen voor het breken en zeven. Het poeder dat na het breken en zeven wordt verkregen, is het zware calciumcarbonaatpoeder dat wordt gebruikt voor PVC-granulatie.
Testen en karakterisering: thermogravimetrische test, infraroodspectrumtest, PVC-prestatietest.
Wijzigingseffect:
Calciumcarbonaatslurry heeft een polymerisatiereactie nodig. Dit helpt polyvinylacetaat te laten kleven aan het oppervlak van calciumcarbonaat.
Calciumcarbonaat gemodificeerd met polyvinylacetaat helpt PVC-producten dichter bij de originele zware calciumcarbonaatkleur te blijven. Dit is beter dan calciumcarbonaat gemodificeerd met stearinezuur. Het polyvinylacetaat vermindert de wrijving tussen calciumcarbonaat en PVC-hars. Het verlaagt ook de smeltviscositeit en voorkomt dat PVC-hars afbreekt tijdens het plastificeren.
Calciumcarbonaat gemodificeerd met polyvinylacetaat heeft betere mechanische eigenschappen in PVC-materialen. Dit is waar in vergelijking met modificatie met stearinezuur. Dit komt vooral doordat polyvinylacetaat calciumcarbonaat helpt om goed te mengen met PVC-hars en elastomeren toevoegt.
Calciumcarbonaat gemodificeerd met polyvinylacetaat (in-situ polymerisatie) ziet er beter uit in gekleurde PVC spuitgegoten onderdelen dan calciumcarbonaat gemodificeerd met stearinezuur. Dit komt doordat polyvinylacetaat helpt het compatibiliteitsprobleem tussen zwaar calciumcarbonaat en PVC-hars op te lossen.
Formule 19: Modificatie van zetmeelcoating
Modificator: Zetmeel is de belangrijkste modificator, natriumstearaat en natriumhexametafosfaat zijn hulpstoffen.
Wijzigingsmethode:
Natuurlijk polymeerzetmeel wordt gebruikt als modificator. Meng eerst het zetmeel en het zware calciumcarbonaat gelijkmatig. Bereid ze vervolgens tot een suspensie met de juiste verhouding en concentratie. Roer en verwarm het mengsel vervolgens tot 95 °C. Voeg na een tijdje een bepaalde hoeveelheid natriumstearaatoplossing toe. Het zetmeel van het mengsel ondergaat een samengestelde reactie gedurende een specifieke tijd. Dit proces helpt om een gewenst niveau van hydrofobiciteit te bereiken. Na een reactieperiode wordt de temperatuur verlaagd om de benuttingsgraad van zetmeel te verbeteren. Voeg vervolgens wat natriumhexametafosfaatoplossing toe. Dit zal het zetmeel in water crosslinken en neerslaan. Het helpt ons om zetmeel effectiever te gebruiken. Het verhoogt ook de schuifweerstand van het complex op het oppervlak van zwaar calciumcarbonaat.
Testen en karakterisering omvatten:
- Witheid
- Ondoorzichtigheid
- Zeta-potentieel
- Deeltjesgrootte en -verdeling
- Optische eigenschappen
- Sterkte-eigenschappen van gevuld papier.
Wijzigingseffect:
De beste omstandigheden voor gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat zijn:
- 1.5% natriumhexametafosfaat
- 20%-mengconcentratie
- 60℃ voor de neerslagreactie
- Roersnelheid 200 tpm.
Modificatie verlaagt de witheid en opaciteit van zwaar calciumcarbonaat. Het Zeta-potentiaal verschuift van positief naar negatief. Gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat heeft deeltjes die ongeveer zes keer groter zijn dan die van ongemodificeerd zwaar calciumcarbonaat. De consistentie is ongeveer 1/11 van die van het ongemodificeerde type. Ook is het deeltjesgrootteverdelingsbereik smaller.
Met hetzelfde asgehalte heeft gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat vulpapier veel sterkere prestaties. De Z-richting vezelbindingssterkte is veel hoger dan die van ongemodificeerd zwaar calciumcarbonaat vulpapier. Het gemodificeerde zwaar calciumcarbonaat vulpapier is minder wit en minder ondoorzichtig dan de ongemodificeerde versie. Het verschil is echter niet significant. Naarmate de vulhoeveelheid toeneemt, houdt ongemodificeerd zwaar calciumcarbonaat in eerste instantie meer vast. Daarna neemt gemodificeerd zwaar calciumcarbonaat de leiding. Over het algemeen zijn hun retentiepercentages vergelijkbaar. Naarmate kationisch polyacrylamide (CPAM) toeneemt, houdt het gemodificeerde zware calciumcarbonaat in eerste instantie meer vast dan het ongemodificeerde type. Vervolgens wordt het retentiepercentage voor ongemodificeerd zwaar calciumcarbonaat weer hoger. De algehele retentiepercentages voor beide typen zijn echter behoorlijk vergelijkbaar. Zetmeelmodificatie van zwaar calciumcarbonaat kan het lijmeffect van alkylketeendimeer (AKD) in gevuld papier verbeteren.
Formule 20: Titanaatkoppelingsmiddel en luchtstroommalen geïntegreerde verwerking
Modifier: titanaatkoppelingsmiddel; het vormt 50% van de modifieroplossing. Het gebruikte oplosmiddel is watervrije ethanol.
Wijzigingsmethode:
De geïntegreerde behandelingsmethode van luchtstroomverbrijzeling en oppervlaktemodificatie wordt toegepast. Voeg eerst 1,5 kg zware calciumdeeltjes toe aan de luchtstroomverbrijzelingskamer. Gebruik vervolgens de vernevelingssproeier en een peristaltische pomp om de modifieroplossing in de modificatiekamer te spuiten. De supersonische verbrijzelingssproeier wordt ingeschakeld. Hogedruklucht verbrijzelt de zware calciumdeeltjes in de kamer. Dit proces helpt het oppervlak te modificeren en luchtstroomverbrijzeling te bereiken. Weeg het ultrafijne zware calciumpoeder elke 5 minuten. Voeg vervolgens dezelfde hoeveelheid zwaar calciumpoeder toe aan de verbrijzelingskamer. Dit houdt de massa van zwaar calciumpoeder constant in de kamer. Het geïntegreerde verbrijzelings- en modificatie-experiment eindigt na 30 minuten.
Test en karakterisering:
De crushing loss rate wordt gebruikt om het effect van luchtstroom crushing van zware calciumdeeltjes te evalueren. Een snellere crushing loss rate gebruikt minder crushing energie voor zware calciumdeeltjes, zelfs bij dezelfde wielsnelheid. Dit leidt ook tot een beter crushing effect. We onderzoeken de deeltjesgrootteverdeling van het poeder. Dit helpt ons te controleren of het modificatieproces de grootte van het zware calciumpoeder verandert. Wanneer de deeltjesgrootte van het zware calciumpoeder niet veel verandert, geldt: hoe sneller de loss rate, hoe beter het crushing effect. Ultrafijn zwaar calcium en vloeibare paraffine laten zien hoe oppervlaktemodificatie de viscositeit beïnvloedt. Een lagere viscositeit betekent dat ultrafijn zwaar calciumpoeder beter mengt met de organische matrix. Het maakt het ook gemakkelijker om gelijkmatig te verspreiden. Dit resulteert in een beter oppervlaktemodificatie effect.
Wijzigingseffect:
Het veranderen van het oppervlak tijdens luchtstroomverpulvering kan de afvoersnelheid van ultrafijn zwaar calciumpoeder verhogen. Wanneer de luchtstroomtemperatuur 60 °C bereikt, heeft de modifieroplossing een 50%-koppelingsmiddelmassafractie en stroomt met 1,5 ml/min. Als gevolg hiervan stijgt de afvoersnelheid van zware calciumdeeltjes van 21,0 g/min naar 56,7 g/min. Dit is een toename van 170%. Luchtstroomverpulvering verandert het oppervlak van zwaar calciumpoeder. Dit zorgt ervoor dat het goed mengt met de organische matrix. Dit proces verandert de deeltjesgrootte van het ultrafijne zware calciumpoeder niet enorm. De grootte is voornamelijk afhankelijk van de rotatiesnelheid van het sorteerwiel.