นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตต้องมีการปรับเปลี่ยนพื้นผิว

เนื่องจากเอฟเฟกต์พื้นผิวและคุณสมบัติชอบน้ำและโอเลโอโฟบิกของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ได้ดัดแปลงมีข้อบกพร่อง เช่น การกระจาย ความสัมพันธ์ต่ำ และจับตัวเป็นก้อนได้ง่ายเมื่อนำไปใช้กับโพลีเมอร์อินทรีย์ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ทำให้เกิดข้อบกพร่องที่อินเทอร์เฟซระหว่างวัสดุทั้งสอง และยิ่งปริมาณการเติมของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมากเท่าใด ข้อบกพร่องเหล่านี้ก็จะยิ่งเห็นได้ชัดมากขึ้น และการเติมมากเกินไปอาจทำลายประสิทธิภาพเดิมของวัสดุได้

ดังนั้นโดยทั่วไปจึงไม่มีการใช้นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตโดยตรง อนุภาคนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตหลังจากการปรับเปลี่ยนพื้นผิวมักจะก่อให้เกิด "การจับตัวเป็นก้อนแบบอ่อน" และ "การจับตัวเป็นก้อนแบบอ่อน" นี้สามารถสลายตัวได้ด้วยการตัดเฉือนเชิงกลและการสั่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิก โดยมีการจัดการเพียงเล็กน้อยในระหว่างขั้นตอนการใช้งาน ดังนั้นการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนเมตรจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ชนิดตัวดัดแปลงนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต

เส้นทางการปรับเปลี่ยนของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมักจะใช้ปฏิกิริยาการรับสินบนและการมีเพศสัมพันธ์ ตามความแตกต่างในโครงสร้างและคุณลักษณะ ตัวดัดแปลงสามารถแบ่งออกเป็นสารลดแรงตึงผิว สารเชื่อมต่อ โพลีเมอร์ และสารอนินทรีย์

สารลดแรงตึงผิว

ปัจจุบันสารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ กรดไขมัน ฟอสเฟต และสารประกอบโพลีเมอร์

โครงสร้างกลุ่มอัลคิลสายยาวที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลตัวปรับเปลี่ยนกรดไขมันนั้นคล้ายคลึงกับโครงสร้างของพอลิเมอร์ ตามหลักการที่คล้ายคลึงกัน พวกมันสามารถเข้ากันได้ดีกว่ากับเมทริกซ์พอลิเมอร์ กลุ่มที่มีขั้ว เช่น กลุ่มคาร์บอกซิลที่ปลายอีกด้านหนึ่งของโมเลกุลสามารถใช้ในสารอนินทรีย์ ทางกายภาพหรือ เคมี การดูดซับเกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุ (เช่น นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต)

ฟอสเฟตเอสเตอร์ส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยากับฟอสเฟตไอออนและแคลเซียมไอออนเพื่อสร้างฟอสเฟต ซึ่งเคลือบบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนต

การปรับเปลี่ยนจะดำเนินการเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ lipophilic และ hydrophobic ของพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนเมตร

สารประกอบโพลิเมอร์ถูกดัดแปลงโดยการควบคุม ขนาดอนุภาค ของอนุภาคขนาดนาโนเพื่อเปลี่ยนสถานะพื้นผิว สารประกอบโพลิเมอร์ที่มีกลุ่มกรดซัลโฟนิกหรือกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกสามารถใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยนได้ โดยส่วนใหญ่เป็นกลุ่มที่แตกตัวเป็นไอออนได้

ตัวแทนการมีเพศสัมพันธ์

สารเชื่อมต่อได้รับการแก้ไขโดยการรวมวัสดุสองชนิดที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันมาก นั่นคือแคลเซียมคาร์บอเนตและสิ่งมีชีวิต ผ่านปฏิกิริยาทางเคมีหรือการพันกันทางกายภาพกับกลุ่มฟังก์ชันบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตตามลำดับ ผ่านสะพานโมเลกุลบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนเมตร สารเชื่อมต่อจะถูกปรับเปลี่ยน ปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่างนาโนเมตรแคลเซียมคาร์บอเนตและวัสดุอินทรีย์

สารเชื่อมต่อไททาเนตและสารเชื่อมต่ออะลูมิเนตในปัจจุบันเป็นตัวดัดแปลงนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตของสารเชื่อมต่อที่ใช้บ่อยที่สุด

โพลีเมอร์และอนินทรีย์

โพลีเมอร์เป็นตัวดัดแปลงชนิดหนึ่งที่สร้างชั้นการดูดซับทางกายภาพหรือทางเคมีบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตผ่านการดูดซับแบบทิศทางและให้คุณสมบัติประจุเพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตจับตัวเป็นก้อนและจับตัวเป็นก้อนเพื่อปรับปรุงการกระจายตัว

ในฐานะตัวปรับค่า อิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งสามารถเพิ่มค่าสัมบูรณ์ของศักยภาพพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตได้อย่างมีนัยสำคัญ ในเวลาเดียวกัน ระดับของความชื้นระหว่างพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตและน้ำก็เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตก่อตัวได้ในระดับหนึ่ง การรวมตัวในน้ำ

ตัวดัดแปลงอิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โซเดียมอะลูมิเนต โซเดียมซิลิเกต สารส้ม กรดฟอสฟอริกควบแน่น เป็นต้น

วิธีการดัดแปลงนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต

วิธีการปัจจุบันที่ใช้ในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนเมตรส่วนใหญ่ประกอบด้วย: การปรับเปลี่ยนปฏิกิริยาเคมีในพื้นที่ พื้นผิว การเคลือบ การดัดแปลง การดัดแปลงไมโครอิมัลชัน การดัดแปลงเชิงกล และการปรับเปลี่ยนพื้นผิวพลังงานสูง

การดัดแปลงปฏิกิริยาเคมีในท้องถิ่น

วิธีการดัดแปลงปฏิกิริยาเคมีในท้องถิ่นส่วนใหญ่บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับเปลี่ยนผ่านปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างกลุ่มฟังก์ชันพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนเมตรและตัวดัดแปลง แบ่งออกเป็น 2 กระบวนการ คือ วิธีแห้ง และวิธีเปียก

การดัดแปลงแบบแห้ง: การดัดแปลงแบบแห้งคือการเติมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตลงในเครื่องนวดความเร็วสูง หมุนและให้ความร้อน เมื่อได้รับความร้อนถึงอุณหภูมิที่กำหนด ให้เพิ่มตัวปรับพื้นผิวและทำการปรับเปลี่ยนการนวด การดัดแปลงแบบแห้งใช้วิธีการผสมทางกายภาพ และกระบวนการนี้ค่อนข้างง่าย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขนาดอนุภาคของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีขนาดเล็กมาก ระหว่าง 40-60 นาโนเมตร จึงมีพื้นที่ผิวจำเพาะและไฟฟ้าสถิตขนาดใหญ่ และง่ายต่อการควบแน่นเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น การรวมตัวกันช่วยลดระดับการกระตุ้นของอนุภาคนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตและการกระจายตัวที่ไม่ดี ดังนั้นผลการปรับเปลี่ยนจึงไม่เหมาะ

การดัดแปลงแบบเปียก: การดัดแปลงแบบเปียกคือการเพิ่มตัวดัดแปลงพื้นผิวให้กับสารแขวนลอยนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตสำหรับการบำบัดพื้นผิวในระยะหลังของการทำให้เป็นคาร์บอน และการปรับเปลี่ยนพื้นผิวโดยสมบูรณ์ภายใต้อุณหภูมิและสภาวะการกวนที่แน่นอน ผู้ผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตใช้การดัดแปลงแบบเปียก และผังกระบวนการคือ:

หลังจากการปรับเปลี่ยนนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตแบบเปียกแล้ว จะต้องทำให้แห้ง กระจายตัว และบรรจุหีบห่อ สำหรับชิ้นส่วนการกระจายตัว แนะนำให้ใช้อุปกรณ์สามประเภทเป็นตัวกระจาย มันมีผลดีกว่า

1. เตรียมสารแขวนลอย Ca(OH)2 จำนวนหนึ่ง เติมสารควบคุมรูปแบบคริสตัลในปริมาณที่เหมาะสมภายใต้สภาวะการให้ความร้อนและการกวน จากนั้นแนะนำก๊าซผสมของ CO2 และ N2 เพื่อทำให้เป็นคาร์บอไนซ์ และวัดอัตราการเกิดคาร์บอไนเซชันด้วยวิธีไทเทรต
2. เพิ่มสารปรับสภาพพื้นผิวในปริมาณที่เหมาะสมลงในสารแขวนลอยนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต และคนให้เข้ากันเพื่อให้สารปรับสภาพพื้นผิวเคลือบพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตอย่างสม่ำเสมอ
3. รับอนุภาคนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ผ่านการดัดแปลงแบบเปียกผ่านการกรองแบบดูด การทำแห้ง การบด และการกรอง

วิธีการปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิว

หมายถึงวิธีการดัดแปลงที่เชื่อมต่อตัวดัดแปลงพื้นผิวและพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนเมตรด้วยแรง van der Waals หรือวิธีทางกายภาพโดยไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีเท่านั้น

วิธีนี้สามารถเติมสารลดแรงตึงผิวลงในสารละลายขณะเตรียมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งบรรลุวัตถุประสงค์ในการเตรียมและดัดแปลงไปพร้อมๆ กัน เนื่องจากการมีอยู่ของสารลดแรงตึงผิวทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตที่ผลิตโดยวิธีนี้มีคุณสมบัติการกระจายตัวที่ดี ทำให้ดีขึ้น.

วิธีการดัดแปลงไมโครอิมัลชัน

วิธีการดัดแปลงไมโครอิมัลชันเรียกอีกอย่างว่าการดัดแปลงการห่อหุ้ม วิธีการนี้ได้รับการแก้ไขโดยการเคลือบพื้นผิวนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยฟิล์มของสารอื่นๆ เพื่อเปลี่ยนลักษณะเฉพาะของพื้นผิวอนุภาค

แม้ว่าวิธีนี้จะคล้ายกับวิธีการปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิว แต่ฟิล์มที่เคลือบบนพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตหลังการปรับเปลี่ยนด้วยวิธีนี้จะมีความสม่ำเสมอมากกว่าการปรับเปลี่ยนโดยการเคลือบผิว

วิธีการดัดแปลงทางกลศาสตร์

วิธีการดัดแปลงทางกลเคมีเป็นวิธีการดัดแปลงที่ใช้แรงเชิงกลสูงเพื่อกระตุ้นพื้นผิวของอนุภาคโดยเจตนา ส่งผลให้โครงตาข่ายของโมเลกุลเปลี่ยนไป เปลี่ยนโครงสร้างทางกายภาพและเคมีและโครงสร้างผลึกของพื้นผิว และปรับปรุงปฏิกิริยาของอนุภาคด้วยสารอินทรีย์หรืออนินทรีย์ -

วิธีการดัดแปลงนี้มีประสิทธิภาพมากสำหรับอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตขนาดใหญ่ สำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโน เนื่องจากขนาดอนุภาคเล็ก วิธีการดัดแปลงทางกลเคมีผ่านการบดและการบดเชิงกลจึงไม่สามารถทำการปรับเปลี่ยนที่ดีเยี่ยมได้อีกต่อไป ผลกระทบทางเพศ

การให้ผลกระทบระดับนาโนของอนุภาคนาโนอย่างเต็มที่ การปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิวของอนุภาคนาโน การปรับปรุงการกระจายตัวและความเข้ากันได้ของอนุภาคนาโนในเมทริกซ์ และการเตรียมวัสดุคอมโพสิตที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมจะขยายสาขาการประยุกต์ใช้วัสดุให้กว้างขึ้น

นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ในด้านแคลเซียมคาร์บอเนต เมื่อคุณภาพของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตในประเทศของฉันดีขึ้น ต้นทุนก็ลดลงอย่างต่อเนื่อง ตอนนี้ไม่เพียงแต่สามารถทดแทนการนำเข้าเท่านั้น แต่ยังเริ่มส่งออกไปยังตลาดต่างประเทศอีกด้วย ฉันเชื่อว่าโอกาสทางการตลาดของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตในประเทศจะมีแนวโน้มมากขึ้นเรื่อยๆ -