แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง สูตรนี้ได้รับความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้น กระบวนการปรับเปลี่ยนนี้จะเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของ แคลเซียมคาร์บอเนตช่วยให้แคลเซียมคาร์บอเนตทำงานกับวัสดุต่างๆ ได้ดีขึ้น แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแล้วมีการกระจายตัวที่ดีขึ้น มีเสถียรภาพมากขึ้น และประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้น ซึ่งมีประโยชน์ในพลาสติก สี และสารเคลือบ นักวิจัยกำลังมองหาวิธีใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงสูตรอยู่เสมอ พวกเขาต้องการตามทันความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของตลาด โดยรวมแล้ว สูตรแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแล้วถือเป็นความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มดีในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ
อนุภาค Ca2+ และ CO32- จากการบดแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะทำปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดกลุ่มไฮดรอกซิล ส่งผลให้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักมีคุณสมบัติชอบน้ำ อย่างไรก็ตาม โพลิเมอร์อินทรีย์มีคุณสมบัติชอบไขมันและไม่ชอบน้ำ คุณสมบัติพื้นผิวที่แตกต่างกันของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักและโพลิเมอร์อินทรีย์ทำให้ความเข้ากันได้ไม่ดี ส่งผลให้การกระจายไม่สม่ำเสมอและการยึดเกาะที่ส่วนต่อประสานอ่อนแอ คอมโพสิตที่ใช้โพลีเมอร์มักมีข้อบกพร่องที่ส่วนต่อประสานระหว่างการใช้งาน ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพลงได้ ดังนั้น พื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจึงต้องได้รับการปรับเปลี่ยนอินทรีย์
สูตรแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง
สารปรับเปลี่ยนพื้นผิวมีอยู่หลายประเภท สูตรต่างๆ ของสารเหล่านี้ รวมถึงความหลากหลาย ปริมาณ และการใช้งานนั้นมีความเฉพาะเจาะจงมาก EPIC Powder ได้คิดค้นสูตรพิเศษ 20 สูตรสำหรับปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก กระบวนการนี้ประกอบด้วยวิธีแบบเปียกและแบบแห้ง ประเภทของสารปรับเปลี่ยน ได้แก่ กรดสเตียริก (โซเดียม) สารจับคู่ไซเลน สารจับคู่ไททาเนต สารจับคู่อะลูมิเนต สารลดแรงตึงผิว สารอินทรีย์พอลิเมอร์ สารปรับเปลี่ยนแป้งและสารประกอบ ฯลฯ เพื่อใช้อ้างอิงเท่านั้น รายละเอียดมีดังนี้:
- สูตร 1: การดัดแปลงการบดแบบเปียกด้วยกรดสเตียริก
- สูตร 2: โซเดียมสเตียเรตดัดแปลงแบบแห้ง
- สูตร 3 : KH-550 ดัดแปลงแบบเปียก
- สูตร 4: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบแห้งของสารจับคู่ไททาเนตและอะลูมิเนต
- สูตร 5: การเปรียบเทียบผลของโซเดียมสเตียเรตและตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนตสำหรับการดัดแปลงแบบเปียก
- สูตร 6: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบเปียกของโซเดียมสเตียเรตและสารจับคู่
- สูตร 7 : การเปรียบเทียบผลการดัดแปลงแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว น้ำมันซิลิโคน ฯลฯ
- สูตร 8 : การจับคู่ = การเปรียบเทียบผลการดัดแปลงของสารลดแรงตึงผิวและสารลดแรงตึงผิว
- สูตร 9: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว กรดสเตียริก สารจับคู่ และน้ำมันซิลิโคน
- สูตร 10: การดัดแปลงแบบผสมของสารจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (การบดลูกบอลแบบเปียก)
- สูตร 11: การปรับเปลี่ยนแบบผสมของสารจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (วิธีแห้ง)
- สูตร 12: การดัดแปลงแบบผสมของกรดโอเลอิกและสารจับคู่
- สูตร 13: การปรับเปลี่ยนสารปรับเปลี่ยนแบบผสมที่ใช้ฐานน้ำ
- สูตร 14: การดัดแปลงแห้งของอิมัลชันโพลิเมอร์
- สูตร 15: การดัดแปลงของไดเอสเตอร์ไดพัลมิทอยล์ทาร์ทาริกแอซิด
- สูตร 16: การดัดแปลงแห้งของกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเซต
- สูตร 17: การดัดแปลงของซอร์บิแทนโมโนสเตียเรต (Span60)
- สูตร 18: การดัดแปลงพอลิเมอร์ไรเซชันโพลีไวนิลอะซิเตท
- สูตร 19 : แป้ง การเคลือบ การปรับเปลี่ยน
- สูตร 20: การบำบัดแบบบูรณาการของตัวแทนการเชื่อมต่อไททาเนตและการบดการไหลของอากาศ
สูตร 1: การดัดแปลงการบดแบบเปียกของกรดสเตียริก
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดสเตียริก
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนต 900 กรัม ขนาดอนุภาค ควรมีขนาดประมาณ 45μm เตรียมสารละลายที่มีเศษส่วนมวลของแข็งเท่ากับ 75% จากนั้นเติมกรดสเตียริก ปริมาณกรดสเตียริกควรเท่ากับ 1%-3% ของมวลของผงแคลเซียมคาร์บอเนต ความหนืดเริ่มต้นของสารละลายคือ 147mPa·s ที่อุณหภูมิ 42°C และความหนืดคือ 228mPa·s หลังจากทิ้งไว้ 20 นาที ปริมาตรของสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตอยู่ที่ประมาณ 600 มล. คนด้วยความเร็ว 1,000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 90 นาทีในเครื่องกระจายตัวแบบกวน หยุดคน นำสารละลายออกแล้วใส่ในเตาอบแห้งที่ตั้งไว้ที่ 180°C หลังจากแห้งแล้ว นำบล็อกที่ดัดแปลงออก จากนั้นใช้เครื่องบดความเร็วสูงบดเป็นเวลา 3 นาที วิธีนี้จะทำให้คุณได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ขนาดของอนุภาค การกระตุ้นพื้นผิว ค่าการดูดซับน้ำมัน ความขาว
ผลการปรับเปลี่ยน:
คุณสามารถบดและปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักได้ที่อุณหภูมิห้อง กระบวนการนี้ช่วยลดขนาดอนุภาคจาก 45μm เหลือ 2μm เมื่อคุณเพิ่มกรดสเตียริกมากขึ้น การทำงานของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน ค่าการดูดซับน้ำมันก็จะลดลง เมื่อกรดสเตียริกเพิ่มขึ้นเป็น 2% (เศษส่วนมวล) การทำงานของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะมากกว่า 98% นอกจากนี้ ค่าการดูดซับน้ำมันจะลดลงเหลือ 0.267g/g การบดและปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักร่วมกันช่วยลดต้นทุนการผลิต ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความสามารถในการแข่งขันมากขึ้น
สูตร 2 : การดัดแปลงแห้งของโซเดียมสเตียเรต
ตัวปรับเปลี่ยน: โซเดียมสเตียเรต
วิธีการปรับเปลี่ยน: เริ่มต้นด้วยการทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักแห้งในเตาอบเพื่อขจัดความชื้น จากนั้นชั่งผงแห้งในปริมาณที่กำหนดแล้วใส่ลงในขวดคอสามคอ วางขวดในอ่างน้ำที่อุณหภูมิที่กำหนดแล้วคน จากนั้นเติมโซเดียมสเตียเรตในปริมาณที่กำหนดแล้วคนเป็นเวลาที่กำหนด สุดท้ายให้ปล่อยให้ส่วนผสมเย็นลงเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงแล้ว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: FT-IR, XRD, SEM, ศักย์ซีตา
ผลการปรับเปลี่ยน:
เมื่ออุณหภูมิการปรับเปลี่ยนอยู่ที่ 70°C ปริมาณโซเดียมสเตียเรตจะเท่ากับ 1.5% ของมวลแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก เวลาในการปรับเปลี่ยนคือ 50 นาที และความเร็วคือ 700r/นาที อัตราการกระตุ้นของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนด้วยโซเดียมสเตียเรตคือ 85.6% และผลของการปรับเปลี่ยนนั้นดี สเปกตรัมอินฟราเรดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่มีโซเดียมสเตียเรตแสดงจุดสูงสุด มีจุดสูงสุดของการยืดแบบสมมาตร -CH2- ที่ 2850 ซม. -1 และจุดสูงสุดของการยืดแบบแอนตี้สมมาตรที่ 2920 ซม. -1 จุดสูงสุดของการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เลื่อนไปที่มุมที่สูงขึ้น ศักย์ซีตาเพิ่มขึ้นจาก 14.1 mV เป็น 30.2 mV และขนาดอนุภาคลดลง ซึ่งบ่งชี้ว่าโซเดียมสเตียเรตถูกต่อกิ่งลงบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนไม่ได้เปลี่ยนแปลงรูปแบบผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนมีการกระจายตัวที่ดี
สูตร 3 : KH-550 ดัดแปลงแบบเปียก
ตัวปรับเปลี่ยน: γ-คลอโรโพรพิลไตรเอทอกซีซิเลน (KH-550), โซเดียมสเตียเรต, ตัวแทนจับคู่ไททาเนต
วิธีการปรับเปลี่ยน:
- การปรับปรุงกราฟท์โดยวิธีเปียก
- ชั่งน้ำหนักแคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดแห้งหนัก 200 กรัม
- ผสมลงในเอธานอลไร้น้ำ 300 กรัม
- ให้ความร้อนและคนในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80℃ เป็นเวลา 10 นาที
- จากนั้นเติมผงสารช่วยดัดแปลงอัตราส่วน 2.5%
- ทำปฏิกิริยาต่อไปภายใต้เงื่อนไขเดียวกันเป็นเวลา 60 นาที
- ในขั้นตอนสุดท้าย ให้กรอง ล้าง และทำให้แห้งในขณะที่ยังร้อน เพื่อให้ได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดพิเศษที่ดัดแปลงแล้ว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
- สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดแบบแปลงฟูเรียร์
- การวิเคราะห์น้ำหนักเทอร์โมกราวิเมทริก
- การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค
- การทดสอบคุณสมบัติการไหลของยางซิลิโคน
- การทดสอบคุณสมบัติเชิงกล
ผลการปรับเปลี่ยน:
ข้อมูลด้านรีโอโลยีแสดงให้เห็นว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ผ่านกระบวนการดัดแปลงสามารถกระจายตัวได้ดีในยางซิลิโคน นอกจากนี้ยังมีความเข้ากันได้ดีกว่ากับคอลลอยด์เมื่อเทียบกับรุ่นที่ไม่มีการดัดแปลง แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ผ่านกระบวนการดัดแปลงไม่มีเอฟเฟกต์การเสริมแรงแบบนาโนในขนาด ซึ่งทำให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ผ่านกระบวนการปรับปรุงพื้นผิวและยางซิลิโคนลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของยางซิลิโคนหลังการวัลคาไนเซชันลดลงเมื่อเทียบกับการใช้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ผ่านกระบวนการดัดแปลง KH-550 มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น กลุ่มอะมิโนและอัลคอกซี ด้วยเหตุนี้ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ผ่านกระบวนการดัดแปลง KH-550 จึงสามารถกระจายตัวได้ง่ายในยางซิลิโคน นอกจากนี้ยังก่อตัวเป็น เคมี พันธะกับยาง เป็นผลให้ยางซิลิโคน RTV แสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม
สูตร 4: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนแบบแห้งของสารจับคู่ไททาเนตและอะลูมิเนต
ตัวปรับเปลี่ยน: สารจับคู่ไททาเนต JN-114, สารจับคู่อะลูมิเนต DL-411
วิธีการดัดแปลง: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในปริมาณหนึ่งแล้วใส่ลงในเครื่องผสมความเร็วสูง หลังจากให้ความร้อนวัสดุจนถึงอุณหภูมิที่ทดลองแล้ว ให้เติมสารปรับเปลี่ยนพื้นผิว หลังจากเวลาปฏิกิริยาที่กำหนด ให้หยุดคนเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนพื้นผิว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ดัชนีการกระตุ้น มุมสัมผัส สเปกตรัมอินฟราเรด ประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิตโพลีโพรพีลีน
ผลการปรับเปลี่ยน:
(1) สารจับคู่ไททาเนต JN-114 ดูดซับทางเคมีบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักแบบแห้ง ได้แก่:
- ขนาดยา JN-114 : 1.0%
- อุณหภูมิปรับเปลี่ยน: 70℃
- ระยะเวลาแก้ไข : 30 นาที.
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะมีมุมสัมผัส 114.34° นอกจากนี้ ดัชนีการกระตุ้นยังอยู่ที่ 99.21% อีกด้วย
(2) ตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนต DL-411 ดูดซับทางเคมีบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงแบบแห้ง ได้แก่:
- ขนาดยา DL-411 : 1.0%
- อุณหภูมิปรับเปลี่ยน: 90℃
- ระยะเวลาแก้ไข : 30 นาที
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ มุมสัมผัสของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงคือ 121.70° ดัชนีการกระตุ้นยังอยู่ที่ 100% อีกด้วย
(3) การปรับปรุงพื้นผิวของ JN-114 และ DL-411 สามารถปรับปรุงความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของวัสดุผสม PP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อปริมาณการเติมเป็น 20% วัสดุผสมจะมีความแข็งแรงต่อแรงกระแทกสูงสุด ความแข็งแรงนี้คือ 38.87% และมากกว่า PP บริสุทธิ์ 41.97%
สูตร 5: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบเปียกของโซเดียมสเตียเรตและสารจับคู่อะลูมิเนต
สารปรับเปลี่ยน: สารจับคู่อะลูมิเนต DL-411 และโซเดียมสเตียเรต
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) เพื่อผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักดัดแปลง DL-411 ตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนต ให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:
- ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 30 กรัม แล้วใส่ลงในขวดปฏิกิริยาขนาด 250 มล.
- เติมน้ำและเอธานอลลงไป จากนั้นคนให้เข้ากันจนเป็นสารแขวนลอย
- ให้นำส่วนผสมไปต้มให้ร้อน
- ละลายสารจับคู่อะลูมิเนตในเอธานอลปราศจากน้ำในปริมาณที่เหมาะสม แล้วทำให้กระจายโดยใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิก
- เมื่ออุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการแล้ว ให้เติมสารละลายอะลูมิเนตแอลกอฮอล์ลงในสารแขวนลอยแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดเข้มข้น
- คนสักพักเพื่อให้เกิดปฏิกิริยา
- หลังจากเกิดปฏิกิริยาแล้วให้ล้างผลิตภัณฑ์ด้วยเอธานอลหลายๆ ครั้ง
- กรองและแยกออก จากนั้นดูดแห้งที่อุณหภูมิ 50°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย: ตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยน
(2) โซเดียมสเตียเรตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง:
- ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 30 กรัมลงในขวดปฏิกิริยาขนาด 250 มล.
- เติมน้ำและเอธานอล จากนั้นคนให้เข้ากันจนเป็นของเหลวแขวนลอยที่เนียน
- ให้ความร้อนกับส่วนผสมจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ
- จากนั้นเติมอนุภาคของแข็งโซเดียมสเตียเรตลงในสารแขวนลอยและคนให้เข้ากันสักพัก
- เมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วให้ล้างผลิตภัณฑ์ด้วยน้ำและเอธานอล
- กรองและแยกส่วนผสมออก จากนั้นดูดแห้งที่อุณหภูมิ 50°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง
- กระบวนการนี้ได้ผลผลิตเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนโดยโซเดียมสเตียเรต
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
- ค่าการดูดซึมน้ำมัน
- ปริมาณการตกตะกอน
- มุมสัมผัส
- การทดสอบประสิทธิภาพของคอมโพสิตแคลเซียมคาร์บอเนต/โพลีโพรพีลีน
ผลการปรับเปลี่ยน:
เงื่อนไขที่ดีที่สุดในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 1,250 เมชด้วยโซเดียมสเตียเรตคือ:
- อุณหภูมิ: 25℃
- อัตราส่วน : m(แคลเซียมคาร์บอเนต):m(เอธานอล):m(น้ำ) = 3:1.5:3
- โซเดียมสเตียเรตต่อแคลเซียมคาร์บอเนตหนักมวล: 3.0%
- ความเร็วในการกวน: 400 รอบ/นาที
- เวลาในการกวน : 40 นาที
การตั้งค่าเหล่านี้ทำให้ค่าการดูดซับน้ำมันและปริมาณการตกตะกอนลดลงประมาณ 50% มุมสัมผัสจะถึง 129.2°
วิธีที่ดีที่สุดในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักด้วยตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนต DL-411 มีดังต่อไปนี้:
- การปรับเปลี่ยนอุณหภูมิ: 25℃
- อัตราส่วนการผสม: m(แคลเซียมคาร์บอเนต):m(เอธานอล):m(น้ำ) = 3:1.5:3
- อัตราส่วนตัวแทน:สารจับคู่อะลูมิเนต/แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก มวล = 2.0%
- อัตราส่วนของไตรเอทิลอะมีน: ไตรเอทิลเอมีน/แคลเซียมคาร์บอเนต มวล = 0.5%
- ความเร็วในการกวน: 300 รอบ/นาที
- เวลาในการกวน: 2 นาที
เมื่อเปรียบเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ได้ดัดแปลง แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงแล้วจะแสดงให้เห็น:
- ค่าการดูดซับน้ำมันลดลง: 47.0%
- ปริมาตรการตกตะกอนลดลง: 45.8%
- มุมสัมผัส: 136.3°
ปริมาณการเติมที่เหมาะสมที่สุดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงด้วยโซเดียมสเตียเรตใน PP คือ 20% เมื่อเปรียบเทียบกับวัตถุดิบ PP การยืดตัวที่จุดขาดและความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกจะเพิ่มขึ้น 12.5% และ 15.7% ปริมาณการเติมที่ดีที่สุดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงด้วยอะลูมิเนตในโพลีโพรพีลีนคือ 30% ซึ่งจะเพิ่มการยืดตัวที่จุดขาด 15.0% และความแข็งแรงในการรับแรงกระแทก 16.0%
สูตร 6: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบเปียกของโซเดียมสเตียเรตและสารจับคู่
ตัวปรับเปลี่ยน: โซเดียมสเตียเรต, γ-คลอโรโพรพิลไตรเอทอกซีซิเลน (KH-550), ตัวแทนจับคู่ไททาเนต TC114
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดแห้ง 200 กรัม ใส่ในขวดก้นกลม กระจายด้วยเอธานอลไร้น้ำ 300 กรัม นำผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดแห้งไปต้มและคนในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที จากนั้นเติมสารช่วยดัดแปลง 2.5% ของมวลผง ปล่อยให้เกิดปฏิกิริยาต่อไปภายใต้สภาวะเดียวกันเป็นเวลา 60 นาที หลังจากนั้น กรอง ล้าง และเช็ดให้แห้งในขณะที่ยังร้อนอยู่ เพื่อให้ได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
- สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดแบบแปลงฟูเรียร์
- การวิเคราะห์น้ำหนักเทอร์โมกราวิเมทริก
- การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค
วิธีการเหล่านี้ใช้ประเมินคุณสมบัติของวัสดุยางซิลิโคน RTV
ผลการปรับเปลี่ยน:
ข้อมูลด้านรีโอโลยีแสดงให้เห็นว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ผ่านการดัดแปลงสามารถกระจายตัวได้ดีในยางซิลิโคน ซึ่งดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง และยังเข้ากันได้ดีกับคอลลอยด์อีกด้วย แคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษไม่มีเอฟเฟกต์การเสริมแรงแบบนาโนในขนาด ทำให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ผ่านการปรับสภาพพื้นผิว (TC114 และโซเดียมสเตียเรต) กับยางซิลิโคนลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของยางซิลิโคนหลังการวัลคาไนเซชันลดลงเมื่อเทียบกับการใช้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง KH-550 มีกลุ่มอะมิโนและอัลคอกซี ด้วยเหตุนี้ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ผ่านการปรับสภาพด้วย KH-550 จึงกระจายตัวได้ดีในยางซิลิโคน นอกจากนี้ยังสร้างพันธะเคมีกับยางอีกด้วย ส่งผลให้ยางซิลิโคน RTV มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม
สูตร 7 : การเปรียบเทียบผลการดัดแปลงแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว น้ำมันซิลิโคน ฯลฯ
ตัวปรับเปลี่ยน: โพลีเอทิลีนไกลคอล-200, ไดเอทิลีนไกลคอล, ไตรเอทาโนลามีน และอะมิโนซิลิโคนออยล์-804
วิธีการปรับเปลี่ยน: ใช้กรรมวิธีดัดแปลงแบบแห้ง ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 100 กรัม แล้วใส่ในขวดคอสามคอ วางขวดนี้ในอ่างน้ำอุณหภูมิคงที่ เริ่มกวนด้วยเครื่องกวนไฟฟ้า เมื่ออุณหภูมิถึง 95℃ ให้เติมสารปรับเปลี่ยนพื้นผิวขณะกวน กวนต่อไปและทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 95℃ เป็นเวลา 30 นาทีหลังจากเติม วิธีนี้จะทำให้คุณได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง เมื่อผงที่ดัดแปลงเย็นลง ให้เก็บตัวอย่างเพื่อทดสอบและกำหนดลักษณะ
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ค่าการดูดซับน้ำมัน สเปกตรัมอินฟราเรด การวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริก
ผลการปรับเปลี่ยน:
ลำดับของสารปรับเปลี่ยนพื้นผิวทั้งสี่ชนิดที่ช่วยลดการดูดซึมน้ำมันของสารตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักมีดังนี้: น้ำมันอะมิโนซิลิโคน-804 > โพลีเอทิลีนไกลคอล-200 > ไตรเอทาโนลามีน > ไดเอทิลีนไกลคอล นอกจากนี้ สารปรับเปลี่ยนชนิดเดียวกันยังแสดงค่าการดูดซึมน้ำมันที่แตกต่างกันตามปริมาณที่ใช้ โดยทั่วไปแล้ว ปริมาณที่มากขึ้นของสารปรับเปลี่ยนหมายถึงค่าการดูดซึมน้ำมันที่ลดลง สารปรับเปลี่ยนทั้งหมดจะจับตัวกันทางเคมีกับกลุ่มไฮดรอกซิลบนผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก เมื่อใช้น้ำมันอะมิโนซิลิโคน-804 ที่ 1.00% ค่าการดูดซึมน้ำมันของตัวอย่างที่ปรับเปลี่ยนสามารถไปถึง 0.115 มล./ก. การวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริกแสดงให้เห็นว่าตัวอย่างที่ปรับเปลี่ยนมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีที่สุด อุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อนคือ 325℃
สูตร 8: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนของสารจับคู่และสารลดแรงตึงผิว
ตัวปรับเปลี่ยนประกอบด้วย:
- ตัวแทนจับคู่อะลูมิเนต (DL-411)
- สารจับคู่ไททาเนต (NDZ-201)
- สารจับคู่ไซเลน (KH-550)
- กรดสเตียริก (SA)
- โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS)
- กรดกลูตามิก (GLU)
- เฮกซาเดซิลฟอสเฟต (PO16)
- ออกตาเดซิลฟอสเฟต (PO18)
- สารลดแรงตึงผิวเฮกซาเดซิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (CTAB)
สารปรับเปลี่ยนแบบคอมโพสิตคือตัวแทนจับคู่อะลูมิเนต (DL-411) และโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS)
วิธีการดัดแปลง: ดัดแปลงแบบแห้ง และดัดแปลงแบบเปียก
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- อัตราการเปิดใช้งาน
- ค่าการดูดซึมน้ำมัน
- การวิเคราะห์อินฟราเรด
- ขนาดอนุภาค
- เอสอีเอ็ม
มุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิต PBAT/แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลง
ผลการปรับเปลี่ยน:
(1) เมื่อเนื้อหาของตัวแทนการจับคู่สามชนิดคือ DL-411, NDZ-201 และ KH-550 อยู่ที่ 1.5% และวิธีการปรับเปลี่ยนคือการปรับเปลี่ยนแบบเปียก แคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนจะมีผลลัพธ์ที่ดีที่สุด พื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นลิโปฟิลิก การกระจายตัวได้รับการปรับปรุง และขนาดอนุภาคเฉลี่ยลดลง
(2) ในบรรดาสารลดแรงตึงผิวทั้งหกชนิด เมื่อปริมาณ SA, SDS และ PO16 อยู่ที่ 3% ผลการดัดแปลงต่อแคลเซียมคาร์บอเนตจะดีที่สุด ซึ่งสามารถเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตจากประเภทชอบน้ำเป็นประเภทไม่ชอบน้ำได้สำเร็จ ขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยลดลง และการกระจายตัวดีขึ้น
(3) แคลเซียมคาร์บอเนตได้รับการดัดแปลงด้วยตัวแทนจับคู่ DL-411 และสารลดแรงตึงผิว SDS
ผลการดัดแปลงที่ดีที่สุดต่อแคลเซียมคาร์บอเนตเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้:
- อัตราส่วนตัวปรับเปลี่ยนแบบผสม (DL:SDS) เท่ากับ 3:2
- เวลาตอบสนอง 40 นาที
- อุณหภูมิปฏิกิริยา 80°C
- ตัวปรับเปลี่ยนปริมาณคอมโพสิตของ 3%
เมื่อเปรียบเทียบกับตัวปรับเปลี่ยนชนิดเดียว ผลการทำงานร่วมกันระหว่าง DL-411 และ SDS ทำให้ตัวปรับเปลี่ยนแบบคอมโพสิตมีผลในการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตได้ดีกว่า
สูตร 9: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว กรดสเตียริก สารจับคู่ และน้ำมันซิลิโคน
ตัวปรับเปลี่ยน:
- สารปรับเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวชนิดใหม่ JST-9001 (สารปรับเปลี่ยนคอมโพสิตชนิดโพลีออกซีเอทิลีนอีเธอร์)
- JST-9002 (สารปรับเปลี่ยนคอมโพสิตชนิดฟอสเฟต)
- JST-9003 (สารปรับเปลี่ยนคอมโพสิตชนิดโพลีออกซีเอทิลีนอีเธอร์)
- เจเอสที-900
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 100 กรัม ใส่ในขวดแก้วคอ 3 ชั้นขนาด 500 มล. ตั้งอุณหภูมิอ่างน้ำคงที่เป็นอุณหภูมิที่ต้องการ ปรับเครื่องกวนไฟฟ้าแบบจอแสดงผลดิจิทัลให้ทำงานที่ (1300±50) รอบ/นาที จากนั้นหยดตัวปรับเปลี่ยนลงในแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในขวดแก้วทีละหยด ตรวจดูให้แน่ใจว่าเติมด้วยความเร็วปานกลาง ไม่เร็วหรือช้าเกินไป หลังจากเติมตัวปรับเปลี่ยนแล้ว ให้ปิดขวดแก้วคอ 3 ชั้นและเริ่มจับเวลา หลังจากผ่านไประยะเวลาหนึ่ง ให้ปิดเครื่องมือ รอให้ตัวอย่างเย็นลง นำออกจากขวดและปิดผนึกในถุงที่ปิดสนิท
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- ค่าการดูดซึมน้ำมัน
- ดัชนีการเปิดใช้งาน
- เสถียรภาพการกระจายตัวของเฟสน้ำมัน
- มุมสัมผัสน้ำ
- สเปกตรัมอินฟราเรด (FTIR)
- การวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริก (TG)
ผลการปรับเปลี่ยน:
JST-9001 และ JST-9003 ร่วมกับกรดสเตียริกและอะลูมิเนต F-2 ทำงานได้ดีกว่า JST-9002 และ JST-9004 น้ำมันซิลิโคนไฮดรอกซี และน้ำมันซิลิโคนอะมิโน 585C โดยให้การดัดแปลงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ตัวดัดแปลงใหม่ JST-9001 และ JST-9003 สามารถให้ผลการดัดแปลงที่ดีกว่ากรดสเตียริกและอะลูมิเนต F-2 ในปริมาณตัวดัดแปลงที่ต่ำ (0.50%)
ค่าการดูดซับน้ำมันของตัวอย่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก C525 ที่ดัดแปลงโดย JST-9001 และ JST-9003 คือ 0.11 มล./ก. และ 0.10 มล./ก. ตามลำดับ ดัชนีการกระตุ้นคือ 98.77% และ 99.19% อัตราการเปลี่ยนแปลงความขุ่นคือ 4.06% และ 5.30% มุมสัมผัสการเปียกคือ 154.2° และ 151.4°
สำหรับตัวอย่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 00 ค่าการดูดซับน้ำมันคือ 0.14 มล./ก. และ 0.15 มล./ก. ดัชนีการกระตุ้นคือ 89.73% และ 93.77% อัตราการเปลี่ยนแปลงความขุ่นคือ 16.04% และ 9.59% มุมสัมผัสการเปียกคือ 91.9° และ 87.7°
เมื่อใช้ปริมาณที่เหมาะสม กลุ่มไฮโดรฟิลิกใน JST-9001 และ JST-9003 จะจับกับ —OH บนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ทำให้เกิดชั้นของโมเลกุลตัวปรับเปลี่ยนบนอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนต คุณสมบัติบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักเปลี่ยนจากไฮโดรฟิลิกเป็นไฮโดรโฟบิก นอกจากนี้ ค่าการดูดซับน้ำมันยังลดลงอย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย
สูตร 10: การปรับเปลี่ยนสารประกอบตัวแทนจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (การบดลูกบอลแบบเปียก)
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดสเตียริกและสารจับคู่ไททาเนตใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยนองค์ประกอบ และใช้เอธานอลแบบไม่มีน้ำเป็นสารกระจายตัว
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งผงแคลเซียมหนัก 15.0 กรัม แล้วใส่ลงใน โรงงานลูกบอลขั้นต่อไป ชั่งกรดสเตียริกและสารจับคู่ไททาเนตในปริมาณที่กำหนดตามอัตราส่วนมวล จากนั้นเติมลงในเครื่องบดลูกบอลด้วย จากนั้นเทเอธานอลที่ปราศจากน้ำลงไปจนผงถูกเคลือบจนเกือบหมด ในที่สุด ให้เริ่มเครื่องบดลูกบอลเพื่อปรับเปลี่ยนผงแคลเซียมหนัก ผงที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะถูกวางไว้ในเตาอบแห้งและทำให้แห้งที่ 80°C ปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง จากนั้นบดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ปรับเปลี่ยนแล้ว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ระดับการกระตุ้น, ค่าการดูดซับน้ำมัน, ปริมาตรการตกตะกอน, ขนาดของอนุภาค
ผลการปรับเปลี่ยน:
หลังจากทดสอบปัจจัยต่างๆ และดำเนินการทดลองแบบตั้งฉากแล้ว เราพบกระบวนการที่ดีที่สุดสำหรับการปรับเปลี่ยน เงื่อนไขที่เหมาะสมคือ:
- เวลาในการบดลูกบอล: 1.5 ชั่วโมง
- ความเร็วการบดลูกบอล: 350 รอบ/นาที
- ขนาดยาปรับเปลี่ยน: 2.0%
- อัตราส่วนตัวปรับเปลี่ยน: 1:3
ผงแคลเซียมหนักที่ผ่านการดัดแปลงนั้นทำงานได้ดีกว่าผงที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง เนื่องจากมีการทำงานที่ดีขึ้น ดูดซับน้ำมันได้น้อยลง มีปริมาณการตกตะกอนน้อยลง และมีขนาดอนุภาคเล็กลง โดยรวมแล้ว การดัดแปลงนั้นให้ผลลัพธ์ที่ดี ด้วยกระบวนการที่เหมาะสมที่สุด ผงแคลเซียมหนักที่ผ่านการดัดแปลงนั้นจะมีระดับการทำงานที่ 99.4% โดยมีค่าการดูดซับน้ำมันอยู่ที่ 14.27 กรัมต่อผง 100 กรัม ปริมาตรการตกตะกอนวัดได้ 1.08 มิลลิลิตรต่อกรัม และขนาดอนุภาค D50 คือ 1.58 ไมโครเมตร
สูตร 11: การปรับเปลี่ยนสารประกอบสารจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (วิธีแห้ง)
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดสเตียริก, สารจับคู่ไททาเนต
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนักแห้งในปริมาณที่กำหนด แล้วใส่ลงในถังกวน จากนั้นใส่ถังในอ่างน้ำที่อุณหภูมิที่เหมาะสม จากนั้นเติมกรดสเตียริกในปริมาณที่วัดได้ ใช้เครื่องกระจายความเร็วสูงเพื่อผสมแคลเซียมคาร์บอเนตให้เข้ากัน จากนั้นเติมสารจับคู่บิส(ไดโอคทิลออกซีไพโรฟอสเฟต)เอทิลีนไททาเนต ในที่สุด ให้กระจายส่วนผสมด้วยความเร็วสูงเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง จากนั้นผสมกับเรซินอีพอกซีเพื่อเตรียมวัสดุคอมโพสิตแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก/เรซินอีพอกซีที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- การวิเคราะห์น้ำหนักเทอร์โมกราวิเมทริก
- สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดใกล้
- การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์
- กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
- ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เรซินอีพอกซี
เมื่อกรดสเตียริกประกอบด้วยมวล 1.5% ของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก เวลาในการปรับเปลี่ยนคือ 20 นาที สำหรับไททาเนตที่ 2.0% ของมวล เวลาในการปรับเปลี่ยนคือเพียง 10 นาที ในเงื่อนไขเหล่านี้ วัสดุคอมโพสิตมีคุณสมบัติแรงดึงที่ดีที่สุดที่ 10.2 MPa นอกจากนี้ยังแสดงค่าการดูดซับน้ำมันที่ต่ำที่สุด รูปร่างผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักยังคงเหมือนเดิมหลังจากถูกปรับเปลี่ยนด้วยกรดสเตียริก ไททาเนต และเรซินอีพอกซี ตัวปรับเปลี่ยนคอมโพสิตยังยึดติดกับพื้นผิวได้ดีอีกด้วย อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนมีการกระจายตัวที่ดีและยึดติดกับเรซินอีพอกซีได้อย่างแข็งแรง
สูตร 12: การดัดแปลงสารประกอบกรดโอเลอิกและสารจับคู่
ตัวปรับเปลี่ยน:
- ตัวแทนจับคู่อะลูมิเนต (DL-411)
- ตัวแทนจับคู่โพลีซิโลเซนที่ดัดแปลงด้วยอัลคิล (FD-1106)
- กรดสเตียริก (SA)
- กรดโอเลอิก (OA)
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การดัดแปลงแบบเปียก: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 10 กรัม แล้วใส่ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 มล. จากนั้นเติมน้ำ 50 กรัมและเอธานอล 50 กรัม คนให้เข้ากันเพื่อสร้างสารแขวนลอย แล้วให้ความร้อนถึง 80°C จากนั้นละลายตัวดัดแปลงในเอธานอล ใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกเพื่อกระจายเป็นเวลา 10 นาที เมื่ออุณหภูมิถึงระดับที่ตั้งไว้แล้ว ให้เติมสารละลายที่ดัดแปลงแล้วลงในบีกเกอร์ด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก คนสักครู่ ล้างส่วนผสมด้วยน้ำและเอธานอลหลังจากเกิดปฏิกิริยา จากนั้นดูดแห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง วิธีนี้จะทำให้คุณได้แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแล้ว
(2) การดัดแปลงแบบแห้ง: ขั้นแรก ให้เติมผงแคลเซียมคาร์บอเนตลงในเครื่องผสมความเร็วสูง จากนั้นให้ความร้อนผงจนถึงอุณหภูมิ 80°C สุดท้าย ให้พ่นสารดัดแปลงเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแล้ว
(3) การดัดแปลงแบบผสม: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 500 กรัม แล้วคนให้เข้ากันในเครื่องผสมความเร็วสูง แล้วอุ่นให้ร้อนถึง 120℃ ในเครื่องผสมความเร็วสูง ให้พ่นละอองตัวดัดแปลงพื้นผิว FD-1106 และ OA จากนั้นผสมและคนเป็นเวลาที่กำหนด วิธีนี้จะสร้างผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงโดยตัวดัดแปลงแบบผสม
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: การกำหนดอัตราการกระตุ้น การทดสอบค่าการดูดซับน้ำมัน และการวิเคราะห์ขนาดอนุภาค
ผลการปรับเปลี่ยน:
(1) เมื่อปริมาณการเติมของตัวปรับเปลี่ยนพื้นผิวทั้งสี่ตัว ได้แก่ DL-411, SA, FD-1106 และ OA เท่ากับ 1.5%, 1.0%, 1.5% และ 1.0% ของมวลแคลเซียมคาร์บอเนตหนักตามลำดับ ผลของการปรับเปลี่ยนจะดีที่สุด อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนจะกระจายตัวได้ดีขึ้นและทำงานได้เร็วขึ้น นอกจากนี้ ค่าการดูดซับน้ำมันยังลดลงอีกด้วย
(2) ผลของการปรับเปลี่ยนแบบเปียกนั้นค่อนข้างชัดเจนกว่า แต่กระบวนการปรับเปลี่ยนแบบแห้งนั้นง่ายกว่า ใช้งานง่ายกว่า และประหยัดต้นทุนได้มากกว่า ดังนั้น การปรับเปลี่ยนแบบแห้งจึงเหมาะสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมมากกว่า
(3) ผลการทดสอบอินฟราเรดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงสี่ชนิดพิสูจน์ได้ว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักได้รับการดัดแปลงด้วยตัวดัดแปลงสำเร็จ การวิเคราะห์ขนาดอนุภาคแสดงให้เห็นว่าขนาดเฉลี่ยของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักลดลงมากหลังจากใช้ตัวดัดแปลงสี่ชนิด ในจำนวนนั้น OA ผลิตขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่ใหญ่ที่สุดที่ 23.6% ในขณะที่อัตราการเปิดใช้งานสูงถึง 98.8%
(4) ตัวแทนการจับคู่โพลีซิโลเซนที่ดัดแปลงด้วยอัลคิล (FD-1106) และ OA ถูกเลือกเพื่อดำเนินการดัดแปลงการประกอบตัวเองแบบคอมโพสิตของแคลเซียมคาร์บอเนต เมื่ออัตราส่วนตัวดัดแปลงคอมโพสิต (FD-1106: OA) อยู่ที่ 1:1 การปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดีที่สุดจะเกิดขึ้น เราทำได้โดยการเติม 1% ของตัวดัดแปลงคอมโพสิต ปฏิกิริยาใช้เวลา 10 นาทีที่อุณหภูมิ 110 °C แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงมีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 8.45 μm นอกจากนี้ อัตราการกระตุ้นถึง 99.6% การเติมแคลเซียมคาร์บอเนต 30% ใน PBAT/PLA ให้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีที่สุดสำหรับฟิล์มคอมโพสิต ความแข็งแรงแรงดึงคือ 19.37 MPa ในทิศทางขวางและ 29.67 MPa ในทิศทางยาว ในเวลานี้ ฟิล์มคอมโพสิตเป็นวัสดุไม่ชอบน้ำที่มีมุมไม่ชอบน้ำ 95°
สูตร 13: การปรับเปลี่ยนสารปรับเปลี่ยนแบบผสมที่ใช้ฐานน้ำ
สารปรับเปลี่ยน: โพลีเอทิลีนไกลคอล-300 (PEG-300), โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS) และโซเดียมสเตียเรต
วิธีการปรับเปลี่ยน:
- ชั่งน้ำหนักแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 500กรัม
- ชั่งน้ำหนักสารปรับเปลี่ยนคอมโพสิต 10 กรัม
- ตวงน้ำบริสุทธิ์ 7มล.
- นำสิ่งเหล่านี้ไปอุ่นในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80℃
การกระทำดังกล่าวจะสร้างสารละลายปรับเปลี่ยนเชิงคอมโพสิตในน้ำสำหรับใช้ในภายหลัง
ใส่ผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในเครื่องผสมความเร็วสูง ให้ความร้อนถึง 100-110℃ จากนั้นค่อยๆ เติมสารละลายน้ำตัวดัดแปลง ผสมด้วยความเร็วสูงเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นหยุดคนและเปิดฝาเครื่องผสม ปล่อยให้น้ำระเหยเป็นเวลา 10 นาที สุดท้าย ผสมด้วยความเร็วสูงอีก 20 นาที อุณหภูมิของวัสดุจะอยู่ระหว่าง 100 ถึง 110℃ ในระหว่างกระบวนการ วิธีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะถูกกระตุ้น
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: ค่าการดูดซับน้ำมัน ปริมาตรการตกตะกอน สัณฐานวิทยาของพื้นผิว และประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิต PP/แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก
ผลการปรับเปลี่ยน:
เมื่ออัตราส่วนมวลของ PEG-300, SDS และโซเดียมสเตียเรตอยู่ที่ 6:2:2 การปรับเปลี่ยนพื้นผิวจะมีประสิทธิภาพสูงสุด ค่าการดูดซับน้ำมันของผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักลดลงจาก 32.7 มล./100 กรัม เหลือ 15.5 มล./100 กรัม นอกจากนี้ ปริมาตรการตกตะกอนยังลดลงจาก 4.1 มล./ก. เหลือ 1.0 มล./ก. แคลเซียมคาร์บอเนตหนักแบบผสมน้ำมีอนุภาคขนาดเล็ก ทำให้กระจายตัวได้ดีกว่าและเกิดผลึกได้ดีขึ้น ตัวปรับเปลี่ยนแบบผสมน้ำทำงานได้ดีกว่ากรดสเตียริก เมื่อเราเติมผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักมากขึ้น คุณสมบัติทางกลของ PP/แคลเซียมคาร์บอเนตหนักแบบผสมก็จะเปลี่ยนไปด้วย โดยจะดีขึ้นก่อนแล้วจึงลดลง ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจะเกิดขึ้นเมื่อเศษส่วนมวลคือ 30% ความแข็งแรงในการดัดงอจะถึง 45.75MPa และความแข็งแรงในการดึงจะถึง 32.58MPa
สูตร 14: การดัดแปลงแห้งของอิมัลชันโพลิเมอร์
ตัวปรับเปลี่ยน: พอลิเมอร์อิมัลชัน
วิธีการปรับเปลี่ยน: ใส่แคลเซียมคาร์บอเนตในเตาอบและอบให้แห้งที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ชั่งน้ำหนักผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักแห้งในปริมาณที่กำหนดหลังจากกำจัดความชื้นออกแล้ว จากนั้นใส่ลงในขวดคอ 3 คอ ใส่ลงในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสและคนด้วยไฟฟ้าที่ความเร็ว 500 รอบต่อนาที เติมอิมัลชันโพลิเมอร์ลงในขวดคอ 3 คอและคนด้วยไฟฟ้าเป็นเวลา 50 นาที ปล่อยให้เย็นและระบายวัสดุออกเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: อัตราการกระตุ้น FT-IR, XRD, SEM, ศักย์ซีตา
ผลการปรับเปลี่ยน: ที่อุณหภูมิ 80℃ หลังจากผ่านไป 50 นาที และด้วยความเร็ว 500 รอบต่อนาที แคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะมีอัตราการกระตุ้น 90.8% ซึ่งใช้โพลิเมอร์อิมัลชัน 3% ที่มีพื้นฐานมาจากน้ำหนักของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักของ Xianfeng ซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลของการปรับเปลี่ยนที่ดี แคลเซียมคาร์บอเนตมีลักษณะเฉพาะคือ FT-IR, XRD, SEM และศักย์ซีตา ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเราสามารถต่อโพลิเมอร์อิมัลชันเข้ากับพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนตได้สำเร็จ จุดสูงสุดของการเลี้ยวเบนของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะเคลื่อนไปที่มุมที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม โพลิเมอร์อิมัลชันจะไม่เปลี่ยนแปลงรูปแบบผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต ศักย์ซีตาของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะเพิ่มขึ้นจาก 14.1 mV เป็น 29.8 mV ขนาดของอนุภาคจะเล็กลง ซึ่งช่วยปรับปรุงการกระจายตัว
สูตรที่ 15: กรดทาร์ทาริกไดเอสเตอร์ดัดแปลงโดย Dipalmitoyl
ตัวปรับเปลี่ยน: ไดปาล์มิทอยล์ กรดทาร์ทาริก ไดเอสเตอร์
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การสังเคราะห์ไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์: เริ่มต้นด้วยกรดปาล์มิติก 10.3 กรัมในขวดก้นกลม จากนั้นค่อยๆ เติมไทโอนิลคลอไรด์ 10 มล. ลงไปขณะคน ให้ความร้อนส่วนผสมที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 3 ชั่วโมง หรือจนกว่าสารละลายจะใส นำไทโอนิลคลอไรด์ส่วนเกินออกโดยใช้การระเหยแบบหมุนสูญญากาศ จากนั้นเติมเมทิลเทิร์ต-บิวทิลอีเธอร์ 5 มล. ระเหยแบบหมุนต่อไปจนกว่าจะได้กรดปาล์มิติกคลอไรด์สีน้ำตาลเหลือง ละลายกรดปาล์มิติกคลอไรด์ในไดคลอโรมีเทน
จากนั้นเทส่วนผสมนี้ลงในขวดคอสามคอ จากนั้นเติมไตรเอทิลามีน 16.8 มิลลิลิตรลงในน้ำแข็ง ชั่งกรดทาร์ทาริก 3.0 กรัม ให้ความร้อนและละลายในอะซิโตน จากนั้นหยดลงในขวดคอสามคอ เมื่อเสร็จแล้ว ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิห้องและทำปฏิกิริยาข้ามคืน กรองและระเหยสารละลายด้วยเครื่องดูดสูญญากาศเพื่อให้ได้ของแข็งที่มีลักษณะคล้ายแป้ง จากนั้นตกผลึกใหม่สองครั้งด้วยอะซิโตน ในที่สุด ทำให้แห้งเพื่อให้ได้ของแข็งสีขาว ซึ่งก็คือไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย
(2) การดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนต เติมน้ำและคนให้เข้ากันจนเป็นของเหลวข้น จากนั้นนำไปใส่ในอ่างน้ำที่มีอุณหภูมิคงที่ ให้ความร้อนขณะคนด้วยความเร็ว 450 รอบต่อนาที ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม จากนั้นเติมเศษส่วนมวลที่เหมาะสมของตัวดัดแปลง คนและทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิคงที่เป็นเวลาที่กำหนด กรอง ตากแห้ง และบดให้มีขนาดอนุภาค <250μm เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลง
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: ค่าการดูดซับน้ำมัน ปริมาตรการตกตะกอน ระดับการกระตุ้น
ผลการปรับเปลี่ยน:
ในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก (10μm) ด้วยไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ ให้ใช้เงื่อนไขที่เหมาะสมเหล่านี้: ปริมาณตัวปรับเปลี่ยน 2.0% เวลาปรับเปลี่ยน 55 นาที และอุณหภูมิ 60℃
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ แคลเซียมคาร์บอเนตที่ถูกปรับเปลี่ยนแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัด:
- ค่าการดูดซับน้ำมันลดลงจาก 0.2780 มล./ก. เป็น 0.2039 มล./ก.
- ปริมาตรการตกตะกอนลดลงจาก 1.3 มล./ก. เหลือ 0.3 มล./ก.
- ระดับการเปิดใช้งานเพิ่มขึ้นจาก 0% เป็น 98.58%
ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ถึงผลกระทบการปรับเปลี่ยนที่สำคัญ
แคลเซียมคาร์บอเนตที่มีไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ดูดซับน้ำมันได้น้อยกว่าและมีปริมาณการตกตะกอนน้อยกว่า ซึ่งแตกต่างจากแคลเซียมคาร์บอเนตที่ใช้กรดสเตียริก อย่างไรก็ตาม ระดับการกระตุ้นของไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ดีกว่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผลการดัดแปลงของไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ที่มีโซ่ไฮโดรโฟบิกคู่และกรดไดคาร์บอกซิลิกดีกว่ากรดสเตียริกโซ่เดี่ยวแบบดั้งเดิม
สูตร 16: การดัดแปลงแห้งของกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเซต
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดอิลิโอสเตียริกทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบ โดยจะทำปฏิกิริยากับกรดมาลิอิกแอนไฮไดรด์ผ่านปฏิกิริยาไดลส์-อัลเดอร์เพื่อสร้างกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ จากนั้นสารประกอบนี้จะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อผลิตกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเซตไตรคาร์บอกซิล ซึ่งเป็นตัวปรับเปลี่ยนที่มีจุดทำงานหลายจุด
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การสังเคราะห์ไฮโดรไลเสตแอนไฮไดรด์อิลีออสเตียริก:
- เติมกรดอิลิออสเตียริก 20.0 กรัมลงในขวดคอ 3 คอ
- ให้ความร้อนถึง 65℃ โดยคนตลอดเวลา
- จากนั้นเติมกรดมาลิอิกแอนไฮไดรด์ 3.6 กรัม
- เมื่อกรดมาลิกแอนไฮไดรด์ละลายแล้ว ให้เพิ่มอุณหภูมิเป็นประมาณ 140℃
- ปล่อยให้ทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 90 นาที เพื่อให้ได้สารอีลิออสเตียริกแอนไฮไดรด์ที่มีความหนืดสีน้ำตาลเหลือง
- จากนั้นละลายอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ในอะซิโตนเพื่อสร้างสารละลาย
- เติมน้ำในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อไฮโดรไลซ์แอนไฮไดรด์
- ปล่อยทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 30 นาที เพื่อให้ได้ไฮโดรไลเซตอิลิออสเตียริกแอนไฮไดรด์
(2) การดัดแปลงแห้งของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก:
- เริ่มต้นด้วยผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 100 กรัม
- วางไว้ในเครื่องกระจายส่วนผสมความเร็วสูง
- ให้ความร้อนถึง 50℃
- จากนั้นเติมสารละลายอะซิโตนที่มีกรดอิลีสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเสตในปริมาณที่กำหนด
- ผสมให้เข้ากันประมาณ 15 นาที
- จากนั้นนำไปตากให้แห้งจนมีมวลคงที่
- ในที่สุด
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: ระดับการกระตุ้น ค่าการดูดซับน้ำมัน มุมสัมผัส ความหนืด และเตรียมวัสดุคอมโพสิตแคลเซียมคาร์บอเนต/PVC เพื่อทดสอบประสิทธิภาพ
ผลการปรับเปลี่ยน:
การดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดีที่สุดคือการใช้กรดอิลีออสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเสต 1.5% ส่งผลให้ระดับการกระตุ้นอยู่ที่ 83.40% นอกจากนี้ยังช่วยลดค่าการดูดซับน้ำมันลงเหลือ 28.29 มิลลิลิตร/100 กรัม และลดความหนืดลง 46.36% มุมสัมผัสน้ำวัดได้ 99° การเติมแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงลงในพีวีซีจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกแบบมีรอยบากของคอมโพสิต โดยจะเพิ่มขึ้นจาก 8.455 กิโลจูล/ตร.ม. เป็น 10.216 กิโลจูล/ตร.ม. การยืดตัวเมื่อขาดยังเพิ่มขึ้นจาก 16.12% เป็น 24.52% แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงมีผลในการทำให้วัสดุพีวีซีแข็งแรงขึ้น
สูตรที่ 17: การปรับเปลี่ยน Span60
ตัวปรับเปลี่ยน: ซอร์บิแทนโมโนสเตียเรต (Span60)
วิธีการปรับเปลี่ยน:
ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตแห้งในปริมาณที่กำหนด จากนั้นวัดปริมาณเดียวกันสำหรับลูกบดแบบลูกกลิ้ง จากนั้นใส่ทั้งสองอย่างลงในเครื่องบดแบบลูกกลิ้งที่แห้งและสะอาด โดยปฏิบัติตามอัตราส่วนลูกบดต่อวัสดุ ชั่งสารปรับเปลี่ยนในปริมาณที่ต้องการ ละลายในเอธานอลที่ปราศจากน้ำ จากนั้นเทส่วนผสมลงในเครื่องบดแบบลูกกลิ้ง เริ่มเครื่องบดแบบลูกกลิ้งเพื่อเริ่มปรับเปลี่ยน หลังจากบดแบบลูกกลิ้งแล้ว ให้เอาสารละลายออก จากนั้นนำไปใส่ในเตาอบแห้งที่อุณหภูมิ 80°C เมื่อแห้งแล้ว ให้ปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง สุดท้าย ให้บดเพื่อให้ได้ตัวอย่างผงแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้ว
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: การกระตุ้น ปริมาตรการตกตะกอน ค่าการดูดซับน้ำมัน ขนาดของอนุภาค
ผลการปรับเปลี่ยน:
หลังจากการปรับเปลี่ยน การทำงานของพื้นผิวของผงแคลเซียมหนักจะเพิ่มขึ้น ปริมาณการตกตะกอน ค่าการดูดซับน้ำมัน และขนาดอนุภาคลดลง ตัวปรับเปลี่ยน Span60 ได้รับการดูดซับลงบนพื้นผิวของผงแคลเซียมหนักสำเร็จแล้ว ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของพื้นผิวของผง ปริมาณตัวปรับเปลี่ยนมีผลกระทบมากที่สุดต่อผลของการปรับเปลี่ยน ถัดมาคืออัตราส่วนระหว่างลูกบอลต่อวัสดุ หลังจากนั้น เวลาในการบดลูกบอลและความเร็วในการบดลูกบอลก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการปรับเปลี่ยนคือ:
- ความเร็วการบดลูกบอล: 300 รอบ/นาที
- เวลาในการบดลูกบอล: 1.5 ชั่วโมง
- อัตราส่วนระหว่างลูกบอลกับวัสดุ: 8:1
- ขนาดยาปรับเปลี่ยน: 2.0%
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ระดับการกระตุ้นของผงแคลเซียมหนักที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะถึง 99.2%
สูตร 18: การดัดแปลงพอลิเมอร์ไรเซชันโพลีไวนิลอะซิเตท
สารปรับเปลี่ยน: โพลีไวนิลอะซิเตท
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การดัดแปลงโพลีไวนิลอะซิเตทโดยตรง ให้ความร้อนกับสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตที่บดละเอียดถึง 90°C จากนั้นเติมโพลีไวนิลอะซิเตทที่ผ่านการพอลิเมอร์ลงไปขณะคนอย่างรวดเร็ว คนที่อุณหภูมิ 90°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมงเพื่อให้การดัดแปลงเสร็จสิ้น
(2) การดัดแปลงพอลิเมอไรเซชันแบบอินซิทูของโพลีไวนิลอะซิเตท ผสมโพลีไวนิลแอลกอฮอล์และโซเดียมโดเดซิลเบนซีนซัลโฟเนตลงในสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่บดแล้ว ให้ความร้อนสารละลายถึง 90°C จากนั้นเปิดอิมัลซิไฟเออร์เพื่อละลายโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ให้หมด สุดท้าย ปล่อยให้เย็นลง ทำให้ส่วนผสมเย็นลงถึง 68–70°C จากนั้นเติม OP-10 และ 30% ของไวนิลอะซิเตททั้งหมด คนเป็นเวลา 20 นาที จากนั้นเติมโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต 0.5% ตามปริมาณไวนิลอะซิเตททั้งหมด ปล่อยให้เกิดปฏิกิริยาเป็นเวลา 30 นาที เติมไวนิลอะซิเตทที่เหลือและโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต 0.5% อีกตัวอย่างช้าๆ รักษาอุณหภูมิไว้ที่ 68–70°C ขณะเติมไวนิลอะซิเตท หลังจากเติมไวนิลอะซิเตททั้งหมดแล้ว ให้เพิ่มอุณหภูมิเป็น 90–95°C จากนั้นใช้สารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนต 10% เพื่อปรับค่า pH เป็น 6–7 จนกว่าปฏิกิริยาจะเสร็จสิ้นและการปรับเปลี่ยนเสร็จสมบูรณ์
(3) การดัดแปลงกรดสเตียริก สารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตหนักบดให้ร้อนถึง 90℃ และเติมกรดสเตียริกที่ได้รับความร้อนและละลายแล้วภายใต้การกวนความเร็วสูง อุณหภูมิจะคงอยู่และกวนเป็นเวลา 1 ชั่วโมงเพื่อให้การดัดแปลงเสร็จสมบูรณ์ การคายน้ำ การทำให้แห้ง และการบดแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก: ใช้เครื่องเหวี่ยงเพื่อคายน้ำสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง กระบวนการนี้จะสร้างเค้กกรองแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง เค้กกรองจะถูกวางไว้ในเตาอบและทำให้แห้งที่ 110℃ จนกว่าความชื้นของเค้กกรองจะน้อยกว่า 0.3% ซึ่งถือว่าเสร็จสมบูรณ์ เค้กกรองที่แห้งแล้วจะถูกวางไว้ใน โรงสีเจ็ท สำหรับการบดและร่อน ผงที่ได้หลังจากการบดและร่อนคือผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ใช้สำหรับการทำเม็ดพีวีซี
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: การทดสอบเทอร์โมกราวิเมทริก การทดสอบสเปกตรัมอินฟราเรด การทดสอบประสิทธิภาพของ PVC
ผลการปรับเปลี่ยน:
สารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตต้องผ่านปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน ซึ่งช่วยให้โพลีไวนิลอะซิเตทเกาะติดกับพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตได้
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยโพลีไวนิลอะซิเตทช่วยให้ผลิตภัณฑ์พีวีซีมีสีใกล้เคียงกับแคลเซียมคาร์บอเนตเดิมมากขึ้น ซึ่งดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก โพลีไวนิลอะซิเตทช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตและเรซินพีวีซี นอกจากนี้ยังช่วยลดความหนืดของของเหลวที่หลอมละลายและป้องกันไม่ให้เรซินพีวีซีสลายตัวในระหว่างการทำให้เป็นพลาสติก
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยโพลีไวนิลอะซิเตทมีคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่าในวัสดุ PVC ซึ่งเป็นจริงเมื่อเปรียบเทียบกับการดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก เนื่องจากโพลีไวนิลอะซิเตทช่วยให้แคลเซียมคาร์บอเนตผสมกับเรซิน PVC ได้ดีและเพิ่มอีลาสโตเมอร์
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยโพลีไวนิลอะซิเตท (การโพลีเมอไรเซชันแบบอินซิทู) จะดูดีกว่าในชิ้นส่วนที่ฉีดขึ้นรูปด้วยพีวีซีสีเมื่อเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก ซึ่งเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าโพลีไวนิลอะซิเตทช่วยแก้ปัญหาความเข้ากันได้ระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีน้ำหนักมากและเรซินพีวีซี
สูตร 19 : การดัดแปลงการเคลือบแป้ง
สารปรับเปลี่ยน: แป้งเป็นตัวปรับเปลี่ยนหลัก และโซเดียมสเตียเรตและโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตเป็นตัวเสริม
วิธีการปรับเปลี่ยน:
แป้งโพลีเมอร์ธรรมชาติใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยน ขั้นแรก ผสมแป้งและแคลเซียมคาร์บอเนตหนักให้เข้ากัน จากนั้นเตรียมเป็นสารแขวนลอยในสัดส่วนและความเข้มข้นที่เหมาะสม จากนั้นคนและให้ความร้อนส่วนผสมจนถึง 95°C หลังจากนั้นสักครู่ ให้เติมสารละลายโซเดียมสเตียเรตในปริมาณหนึ่ง แป้งในส่วนผสมจะผ่านปฏิกิริยาแบบผสมเป็นเวลาที่กำหนด กระบวนการนี้ช่วยให้ได้ระดับความไม่ชอบน้ำที่ต้องการ หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งของปฏิกิริยา อุณหภูมิจะลดลงเพื่อปรับปรุงอัตราการใช้แป้ง จากนั้นเติมสารละลายโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตลงไปเล็กน้อย วิธีนี้จะช่วยเชื่อมขวางและตกตะกอนแป้งในน้ำ ช่วยให้เราใช้แป้งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความต้านทานแรงเฉือนของสารเชิงซ้อนบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักอีกด้วย
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- ความขาว
- ความทึบแสง
- ศักย์ซีตา
- ขนาดและการกระจายตัวของอนุภาค
- คุณสมบัติทางแสง
- คุณสมบัติความแข็งแรงของกระดาษอัด
ผลการปรับเปลี่ยน:
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง ได้แก่:
- 1.5% โซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟต
- ความเข้มข้นของส่วนผสม 20%
- 60℃ สำหรับปฏิกิริยาการตกตะกอน
- ความเร็วในการกวน 200 รอบต่อนาที
การดัดแปลงทำให้ความขาวและความทึบของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักลดลง ศักย์ซีตาจะเปลี่ยนจากบวกเป็นลบ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงมีอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงประมาณ 6 เท่า ความสม่ำเสมออยู่ที่ประมาณ 1/11 ของแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดที่ไม่ได้ดัดแปลง นอกจากนี้ ช่วงการกระจายขนาดอนุภาคยังแคบกว่าด้วย
ด้วยปริมาณเถ้าเท่ากัน กระดาษเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะมีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งกว่ามาก ความแข็งแรงในการยึดติดเส้นใยในทิศทาง Z นั้นสูงกว่ากระดาษเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงมาก กระดาษเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะมีสีขาวและทึบแสงน้อยกว่าแบบที่ไม่ได้ดัดแปลง อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนั้นไม่สำคัญ เมื่อปริมาณการเติมเพิ่มขึ้น แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงจะคงอยู่ได้มากขึ้นในตอนแรก จากนั้น แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะเข้ามาเป็นผู้นำ โดยรวมแล้ว อัตราการกักเก็บนั้นใกล้เคียงกัน เมื่อโพลีอะคริลาไมด์บวก (CPAM) เพิ่มขึ้น แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะกักเก็บได้มากกว่าแบบที่ไม่ได้ดัดแปลงในตอนแรก จากนั้น อัตราการกักเก็บสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงจะสูงขึ้นอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม อัตราการกักเก็บโดยรวมสำหรับทั้งสองประเภทนั้นค่อนข้างใกล้เคียงกัน การดัดแปลงแป้งของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักสามารถปรับปรุงเอฟเฟกต์การกำหนดขนาดของไดเมอร์อัลคิลคีทีน (AKD) ในกระดาษที่เติมได้
สูตร 20: ตัวแทนจับคู่ไททาเนตและการประมวลผลแบบบูรณาการการบดแบบการไหลของอากาศ
ตัวปรับเปลี่ยน: ตัวแทนจับคู่ไททาเนต ประกอบเป็น 50% ของสารละลายตัวปรับเปลี่ยน ตัวทำละลายที่ใช้คือเอธานอลที่ปราศจากน้ำ
วิธีการปรับเปลี่ยน:
วิธีการบำบัดแบบบูรณาการของการบดอัดด้วยกระแสอากาศและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวถูกนำมาใช้ ขั้นแรก ให้เติมอนุภาคแคลเซียมหนัก 1.5 กก. ลงในห้องบดอัดด้วยกระแสอากาศ ต่อไป ให้ใช้หัวฉีดละอองและปั๊มแบบลูกสูบเพื่อฉีดสารละลายปรับเปลี่ยนเข้าไปในห้องปรับเปลี่ยน หัวฉีดบดอัดความเร็วเหนือเสียงจะเปิดขึ้น อากาศแรงดันสูงจะบดอัดอนุภาคแคลเซียมหนักในห้อง กระบวนการนี้จะช่วยปรับเปลี่ยนพื้นผิวและทำให้การไหลของอากาศถูกบดอัด ชั่งน้ำหนักผงแคลเซียมหนักละเอียดมากทุกๆ 5 นาที จากนั้นจึงเติมผงแคลเซียมหนักในปริมาณเท่ากันลงในห้องบด วิธีนี้จะทำให้มวลของผงแคลเซียมหนักคงที่ในห้อง การทดลองการบดอัดและปรับเปลี่ยนแบบบูรณาการจะสิ้นสุดลงหลังจาก 30 นาที
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
อัตราการปล่อยการบดใช้เพื่อประเมินผลการบีบอัดของอนุภาคแคลเซียมหนัก อัตราการปล่อยการบดที่เร็วขึ้นจะใช้พลังงานในการบดน้อยลงสำหรับอนุภาคแคลเซียมหนัก แม้จะอยู่ที่ความเร็วล้อเดียวกันก็ตาม นอกจากนี้ยังนำไปสู่ผลการบีบอัดที่ดีขึ้นอีกด้วย เราตรวจสอบการกระจายขนาดอนุภาคของผง ซึ่งจะช่วยให้เราตรวจสอบว่ากระบวนการปรับเปลี่ยนเปลี่ยนขนาดของผงแคลเซียมหนักหรือไม่ เมื่อขนาดอนุภาคของผงแคลเซียมหนักไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก อัตราการปลดปล่อยที่เร็วขึ้น จะทำให้ผลการบีบอัดดีขึ้น แคลเซียมหนักละเอียดพิเศษและพาราฟินเหลวแสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนพื้นผิวส่งผลต่อความหนืดอย่างไร ความหนืดที่ต่ำลงหมายความว่าผงแคลเซียมหนักละเอียดพิเศษจะผสมกับเมทริกซ์อินทรีย์ได้ดีกว่า นอกจากนี้ยังทำให้กระจายตัวได้สม่ำเสมอมากขึ้น ส่งผลให้ผลการบีบอัดพื้นผิวดีขึ้น
ผลการปรับเปลี่ยน:
การเปลี่ยนแปลงพื้นผิวระหว่างการบดด้วยกระแสลมสามารถเพิ่มอัตราการปลดปล่อยของผงแคลเซียมหนักละเอียดมากได้ เมื่ออุณหภูมิของกระแสลมถึง 60°C สารละลายตัวปรับเปลี่ยนจะมีเศษส่วนมวลของสารจับคู่ 50% และไหลด้วยความเร็ว 1.5 มิลลิลิตรต่อนาที เป็นผลให้อัตราการปลดปล่อยของอนุภาคแคลเซียมหนักเพิ่มขึ้นจาก 21.0 กรัมต่อนาทีเป็น 56.7 กรัมต่อนาที ซึ่งเพิ่มขึ้น 170% การบดด้วยกระแสลมจะเปลี่ยนพื้นผิวของผงแคลเซียมหนัก ทำให้ผสมกับเมทริกซ์อินทรีย์ได้ดี กระบวนการนี้ไม่ได้เปลี่ยนขนาดอนุภาคของผงแคลเซียมหนักละเอียดมาก ขนาดขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุนของล้อคัดเกรดเป็นหลัก