Благодаря поверхностному эффекту и гидрофильным и олеофобным свойствам нано-карбонат кальцияНемодифицированный нанокарбонат кальция имеет такие недостатки, как дисперсия, плохое сродство и легкая агломерация при нанесении на органические полимеры, что серьезно влияет на качество продукта, что приводит к дефектам интерфейса между двумя материалами, и чем выше количество наполнителя нанокарбоната кальция, тем более очевидными становятся эти недостатки, а чрезмерное наполнение может даже разрушить первоначальные характеристики материала.
Поэтому нанокарбонат кальция обычно не используется напрямую. Частицы нанокарбоната кальция после модификации поверхности обычно образуют «мягкие агломерации», и эти «мягкие агломерации» можно разрушить посредством механического сдвига и ультразвуковых колебаний при небольшом манипулировании в процессе нанесения. Поэтому модификация поверхности нанометрового карбоната кальция имеет большое значение.
Типы модификаторов нанокарбоната кальция
Путь модификации нанокарбоната кальция обычно включает реакции прививки и сочетания. По различиям в структуре и характеристиках модификаторы можно разделить на поверхностно-активные вещества, связующие, полимеры и неорганические вещества.
ПАВ
В настоящее время к наиболее часто используемым поверхностно-активным веществам относятся жирные кислоты, фосфаты и полимерные соединения.
Структура длинноцепочечной алкильной группы на одном конце молекулы модификатора жирной кислоты похожа на структуру полимеров. Согласно принципу подобного описания, они могут быть лучше совместимы с полимерной матрицей; полярные группы, такие как карбоксильные группы на другом конце молекулы, могут быть использованы в неорганических Физических или химический Адсорбция происходит на поверхности материалов (например, нанокарбоната кальция).
Эфир фосфорной кислоты в основном реагирует с ионами фосфата и ионами кальция с образованием фосфата, который покрывается поверхностью карбоната кальция.
Модификацию проводят с целью улучшения липофильных и гидрофобных свойств нанометровой поверхности карбоната кальция.
Полимерные соединения модифицируются путем регулирования размер частицы наночастиц для изменения их поверхностного состояния. В качестве модификаторов могут быть использованы полимерные соединения, содержащие сульфокислотные группы или карбоксильные группы, в основном ионизированные группы.
Связующий агент
Связующий агент модифицируется путем объединения двух материалов с очень разными свойствами, карбоната кальция и организмов, посредством химических реакций или физического взаимодействия с функциональными группами на поверхности карбоната кальция соответственно. Через молекулярный мостик на поверхности нанометрового карбоната кальция модифицируется связующий агент. , улучшая совместимость нанометрового карбоната кальция и органических материалов.
Титанатный связующий агент и алюминатный связующий агент в настоящее время являются наиболее часто используемыми модификаторами связующего агента-нанокарбоната кальция.
Полимеры и неорганика
Полимер — это тип модификатора, который образует физический или химический адсорбционный слой на поверхности карбоната кальция посредством направленной адсорбции и придает ему характеристики заряда, предотвращающие агломерацию частиц карбоната кальция и агломерацию для улучшения дисперсии.
В качестве модификатора на поверхности нанокарбоната кальция адсорбируются неорганические электролиты, что позволяет значительно увеличить абсолютное значение поверхностного потенциала нанокарбоната кальция. При этом также повышается степень смачивания поверхности нанокарбоната кальция водой, что в определенной степени предотвращает образование нанокарбоната кальция. агрегация в воде.
Обычно используемые модификаторы неорганических электролитов включают алюминат натрия, силикат натрия, квасцы, конденсированную фосфорную кислоту и т. д.
Метод наномодификации карбоната кальция
Современные методы, используемые для модификации поверхности нанометрового карбоната кальция, в основном включают: локальную химическую реакцию модификации, поверхностную модификацию покрытие модификация, микроэмульсионная модификация, механическая модификация и высокоэнергетическая поверхностная модификация.
Модификация локальной химической реакции
Метод локальной химической реакции модификации в основном достигает цели модификации посредством химической реакции между поверхностными функциональными группами нанометрового карбоната кальция и модификатором. Он разделен на два процесса: сухой метод и мокрый метод.
Сухая модификация: Сухая модификация заключается в добавлении нанокарбоната кальция в высокоскоростную месильную машину, ее вращении и нагревании. Когда он нагреется до определенной температуры, добавьте модификатор поверхности и выполните модификацию замешивания. Сухая модификация использует метод физического смешивания, и этот процесс относительно прост. Однако, поскольку размер частиц нанокарбоната кальция очень мал (40-60 нм), он имеет большую удельную поверхность и статическое электричество, и его легко конденсировать в более крупные частицы. Агломерация снижает степень активации наночастиц карбоната кальция и ухудшает дисперсию, поэтому эффект модификации не идеален.
Мокрая модификация: Мокрая модификация заключается в добавлении модификаторов поверхности к суспензии нанокарбоната кальция для обработки поверхности на более поздней стадии карбонизации и полной модификации поверхности при определенных условиях температуры и перемешивания. Мокрая модификация используется производителями карбоната кальция, и ее технологическая схема выглядит следующим образом:
После влажной модификации нанокарбоната кальция его необходимо высушить, диспергировать и упаковать. Для диспергирующей части в качестве диспергаторов рекомендуются три типа оборудования. Это имеет лучший эффект.
- Приготовьте определенную массу суспензии Ca(OH)2, добавьте соответствующее количество агента контроля кристаллической формы при нагревании и перемешивании, а затем введите смешанный газ CO2 и N2 для карбонизации и измерьте скорость карбонизации методом титрования;
- Добавьте необходимое количество модификатора поверхности к суспензии нанокарбоната кальция и тщательно перемешайте, чтобы модификатор поверхности равномерно покрыл поверхность нанокарбоната кальция;
- Получите влажные модифицированные наночастицы карбоната кальция посредством вакуумной фильтрации, сушки, дробления и просеивания.
Метод модификации поверхностного покрытия
Это относится к методу модификации, при котором модификатор поверхности и нанометровая поверхность карбоната кальция соединяются только силой Ван-дер-Ваальса или физическими методами без химической реакции.
Этот метод позволяет добавлять поверхностно-активное вещество в раствор при получении нанокарбоната кальция, достигая цели одновременного получения и модификации, поскольку присутствие поверхностно-активного вещества придает карбонату кальция, полученному этим методом, хорошие дисперсионные свойства. улучшать.
Метод модификации микроэмульсии
Метод модификации микроэмульсии также называют инкапсуляционной модификацией. Этот метод модифицирован путем покрытия поверхности нанокарбоната кальция пленкой из других веществ для изменения свойств поверхности частиц.
Хотя этот метод аналогичен методу модификации поверхностного покрытия, пленка, нанесенная на поверхность нанокарбоната кальция после модификации этим методом, является более однородной, чем пленка, модифицированная поверхностным покрытием.
Методы механохимической модификации
Метод механохимической модификации — это метод модификации, который использует сильную механическую силу для целенаправленной активации поверхности частицы, вызывая смещение молекулярной решетки, изменяя ее физическую и химическую структуру и кристаллическую структуру поверхности, а также улучшая реакционную способность частиц с органическими или неорганическими веществами. .
Этот метод модификации очень эффективен для крупных частиц карбоната кальция. Что касается наноразмерного карбоната кальция, из-за его небольшого размера частиц метод механохимической модификации посредством механического дробления и измельчения больше не может обеспечить отличную модификацию. Сексуальные эффекты.
Полное использование наноэффектов наночастиц, улучшение поверхностных свойств наночастиц, улучшение дисперсии и совместимости наночастиц в матрице, а также подготовка композиционных материалов с превосходными характеристиками расширит области применения материалов.
Нанокарбонат кальция — это высококачественный продукт в области карбоната кальция. Поскольку качество нанокарбоната кальция в моей стране улучшается, стоимость продолжает снижаться. Теперь он может не только заменить импорт, но и начать экспортироваться на международный рынок. Я считаю, что рыночные перспективы отечественного нанокарбоната кальция будут становиться все более многообещающими. .