Calciumcarbonaat is een vitaal anorganisch chemisch. Het wordt veel gebruikt in industrieën zoals plastic, rubber, coatings en papierproductie. De laatste jaren is het gebruik van synthetische harsen en chemicaliën blijven groeien. Dus het energieverbruik is dagelijks toegenomen. In de plastic-, rubber- en andere industrieën overwegen mensen om vulstoffen toe te voegen. Maar dit zijn anorganische vulstoffen. Deze vulstoffen zijn rijk aan grondstoffen en goedkoop. Ze worden toegevoegd aan synthetische polymeren. We willen zoveel mogelijk anorganische vulstoffen (zoals calciumcarbonaat) toevoegen aan plastics en rubbers. Maar we moeten nog steeds de fysieke en mechanische eigenschappen van de producten behouden.
Gewoon calciumcarbonaat is een voorbeeld van een gewone anorganische vulstof. Het is lastig om aan deze eisen te voldoen. Ze moeten worden gewijzigd om hun algehele prestaties te verbeteren. De composietmateriaalindustrie maakt een snelle groei door. Calciumcarbonaat is nu een vulmiddel en een belangrijke modificator.
Actief calciumcarbonaat heeft een groot vullend vermogen in plastic. Het kan kosten besparen. Het kan de hardheid, stijfheid, maatvastheid en hittestabiliteit van producten verbeteren. We modificeren gewoon calciumcarbonaat om actief calciumcarbonaat te krijgen. Op deze manier kan het composietproducten vullen en modificeren. Deze omvatten veranderingen in de kristalvorm, deeltjesgrootte, en groottebereik. Ze veranderen ook de oppervlakte-eigenschappen van calciumcarbonaat.
Modificatiemethode voor calciumcarbonaat
Eén daarvan is het veranderen van de deeltjesgrootte zodat de calciumcarbonaatdeeltjes fijn of ultrafijn zijn. Dit omvat het veranderen van de kristalvorm en het groottebereik van de deeltjes. Het gebruik van fijn of ultrafijn calciumcarbonaat helpt. Het heeft verschillende kristalvormen. Dit verbetert het vermogen om hars te verspreiden. Het biedt ook een versterkend effect in kunststoffen, rubber en andere producten. Deze producten hebben kleine deeltjes en een groot oppervlak.
Deze methode vereist het bijwerken van het oude proces. Het heeft een betere carbonisatie, verpulvering en droging van calciumcarbonaat nodig. Het productieproces is ingewikkeld. Bij massaproductie is het moeilijk om de artikelen te drogen en het maken ervan kost veel geld.
De tweede is het verbeteren van het oppervlak van calciumcarbonaat. Hierdoor gaat het van anorganisch naar organisch. Dit zal de compatibiliteit met organische harsen vergroten. Deze verandering zal ook de productie en kwaliteit van producten verbeteren.
Deze methode maakt voornamelijk gebruik van amfifiele moleculen. Ze hebben zowel anorganische als organische groepen. Deze omvatten oppervlakteactieve stoffen, zuren met lange keten en koppelingsmiddelen. Ze gebruiken ze om het oppervlak van calciumcarbonaat te modificeren. Het proces en de apparatuur zijn relatief eenvoudig en gemakkelijk te implementeren. Het koppelmiddel is nieuw. Het behandelt calciumcarbonaat van verschillende groottes. De wijziging is zeer goed. Het wordt steeds vaker gebruikt bij het maken van composietmaterialen. Deze materialen omvatten kunststoffen en rubber. Dit is een effectieve manier om de nieuwe variëteiten calciumcarbonaatvulstoffen uit te breiden.
Organisch materiaal geschikt voor calciumcarbonaatmodificatie
Veel stoffen kunnen het oppervlak van calciumcarbonaat veranderen. Maar onderzoek uit het verleden heeft zich vooral gericht op het gebruik van organische zuren. Ze gebruiken ze om actief calciumcarbonaat te maken. De rol van organisch zuur op het oppervlak van calciumcarbonaat is voornamelijk fysieke adsorptie. Het zorgt voor smering tussen het grensvlak van calciumcarbonaat en hars. Het toevoegen van organisch zuur kan de reologische en verwerkingseigenschappen van het materiaal veranderen. Maar het helpt nauwelijks de fysieke eigenschappen van het product.
Recente onderzoeken hebben aangetoond dat wanneer calciumcarbonaat wordt behandeld met een koppelmiddel, de anorganische en organische uiteinden van het middel kunnen reageren met het oppervlak ervan. Ze kunnen ook reageren met organische harsen. Tegelijkertijd kunnen ze verstrikt raken in organische hars. In aanwezigheid van een verknopingsmiddel kan ook verknoping optreden. Dit effect verandert de oppervlaktepolariteit van calciumcarbonaat. Dit verhoogt ook de hechting tussen calciumcarbonaat en organische hars. Het toevoegen van een koppelmiddel kan dus de verwerking van met calciumcarbonaat gevulde producten verbeteren. Het kan ook de fysieke en mechanische eigenschappen van de producten verbeteren.
Titanaat- en aluminaatkoppelingsmiddelen zijn beter. Ze wijzigen het oppervlak van calciumcarbonaat. Calciumcarbonaat behandeld met titanaatkoppelingsmiddelen zal echter van kleur veranderen. Dit gebeurt als gevolg van oxidatie bij gebruik in sommige polymeren. Tijdens opslag of verwerking kan het organische uiteinde van het titanaatmolecuul uiteenvallen. Dit kan gebeuren als gevolg van hydrolyse of alcoholyse. Tegelijkertijd is de thermische ontledingstemperatuur van titanaat lager dan die van aluminaat. Het is dus beter om aluminaatkoppelingsmiddelen te gebruiken. Ze worden gebruikt om calciumcarbonaat te behandelen.
Calciumcarbonaat wordt geactiveerd met aluminaatkoppelingsmiddelen. De moleculen van deze middelen zijn amfifiel. Ze hebben één anorganisch-filisch uiteinde en één organisch-filisch uiteinde. Het koppelingsmiddel werkt op het oppervlak van calciumcarbonaat. De calcium- en carbonaationen op het oppervlak van de deeltjes komen in aanraking met water in de lucht en hydrolyseren. Hierdoor ontstaat een alkalisch, oleofoob hydroxyloppervlak.
De oppervlaktehydroxylgroepen van calciumcarbonaat kunnen zich binden met het anorganisch-fiele uiteinde van het aluminaatkoppelingsmiddel. Deze combinatie produceert oppervlakte-gemodificeerde calciumcarbonaatdeeltjes. Deze calciumcarbonaatdeeltjes hebben een gemodificeerd oppervlak. Ze zijn gemengd met harsen. De organische uiteinden van de koppelingsmiddelmoleculen kunnen in de war raken met de harsmoleculen. Het koppelmiddel activeert het calciumcarbonaat. Dit verbetert de affiniteit met organische hars. Het modificeert en versterkt de hars.
