ตัวดัดแปลงพื้นผิวห้าตัวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตคืออะไร?

แคลเซียมคาร์บอเนต เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่ชอบน้ำ มีโครงสร้างไฮดรอกซิลจำนวนมากบนพื้นผิว มีความสัมพันธ์กับพอลิเมอร์อินทรีย์น้อย ก่อตัวเป็นก้อนได้ง่ายแต่กระจายตัวไม่สม่ำเสมอภายในก้อน ทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ส่วนต่อระหว่างวัสดุคอมโพสิต การใช้งานโดยตรงให้ผลลัพธ์ที่ไม่ดี ข้อบกพร่องเหล่านี้จะเห็นได้ชัดเจนขึ้นเมื่อปริมาณการเติมเพิ่มขึ้น การเติมมากเกินไปอาจทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถใช้งานได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเสริมแรงของแคลเซียมคาร์บอเนต เราจำเป็นต้องดัดแปลงผง เรายังต้องปรับปรุงการกระจายตัวในคอมโพสิตด้วย วิธีนี้จะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของคอมโพสิตที่เติมแคลเซียมคาร์บอเนต เราควรใช้วิธีการต่างๆ เพื่อขยายการใช้งานของวัสดุ วิธีนี้จะทำให้เป็นวัสดุที่ใช้งานได้ เสริมแรง และอุดช่องว่าง

มีสองวิธีหลักในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนต วิธีหนึ่งคือการเปลี่ยน ขนาดอนุภาค. การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้อนุภาคมีขนาดเล็กลงหรือละเอียดขึ้นมาก ทำให้กระจายตัวในเรซินได้ดีขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้พลาสติก ยาง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ แข็งแรงขึ้น โดยช่วยให้อนุภาคมีความแข็งแรงมากขึ้น อนุภาคมีขนาดเล็กลงและมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่

อีกวิธีหนึ่งคือการปรับปรุงพื้นผิวของแป้ง สิ่งนี้จะเปลี่ยนจากไฮโดรฟิลิกเป็นไลโปฟิลิก ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของผงกับเรซินอินทรีย์ นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงกระบวนการแปรรูปและคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของผลิตภัณฑ์อีกด้วย

วิธีนี้ใช้ตัวปรับพื้นผิวเป็นหลักเพื่อกระตุ้นพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนต ข้อมูลต่อไปนี้จะแนะนำตัวปรับพื้นผิวหลักหลายประการสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนต

ตัวดัดแปลงอนินทรีย์

สารช่วยกระจายตัวของอิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์เกาะติดกับพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต พวกเขาสามารถทำสองสิ่งได้ ประการแรก พวกมันสร้างแรงผลักไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งโดยการเพิ่มศักยภาพของพื้นผิว ประการที่สอง พวกมันทำให้เกิดผลการขับไล่เชิงพื้นที่ที่รุนแรง

ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถทำให้พื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตเปียกน้ำได้มากขึ้นอีกด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้จับตัวเป็นก้อนในน้ำ

สารอนินทรีย์มักใช้กันโดยทั่วไป ได้แก่ กรดฟอสฟอริกควบแน่น อะลูมิเนต และเกลืออนินทรีย์ นอกจากนี้ยังมีกรด ด่าง อะลัม และไอออนอนินทรีย์อีกด้วย แคลเซียมคาร์บอเนตนาโนมีความต้านทานต่อกรดต่ำ ทำให้ขอบเขตการใช้งานมีจำกัด กรดฟอสฟอริกสามารถปรับเปลี่ยนพื้นผิวได้ ทำให้กลายเป็นสารสมบูรณ์และหนาแน่น การเคลือบสารเคลือบนี้ใช้คุณสมบัติไม่ชอบน้ำ และยังใช้สารกีดขวางทางสเตอริกเพื่อป้องกันไม่ให้สัมผัสกับไอออนไฮโดรเจนด้านใน ซึ่งสามารถปรับปรุงการกระจายและการทำงานของแคลเซียมคาร์บอเนตได้ นอกจากนี้ยังจะปรับปรุงความต้านทานต่อกรดและเพิ่มการใช้งานได้อย่างกว้างขวางยิ่งขึ้น

pH ของผลิตภัณฑ์อยู่ระหว่าง 5.0 ถึง 8.0 ซึ่งลดลง 1.0~5.0 จากก่อนการรักษา ผลิตภัณฑ์ละลายได้ยากในกรดอ่อนเช่นกรดอะซิติก มีความต้านทานต่อกรดได้ดี ผลิตภัณฑ์นี้สามารถใช้ในอุตสาหกรรมได้ ซึ่งรวมถึงพลาสติก ยาง สารเคลือบ การทำกระดาษ อาหาร และยาสีฟัน

กรดไขมันและตัวดัดแปลงเกลือ

ตัวดัดแปลงกรดไขมันหรือสเตียเรตเป็นตัวดัดแปลงตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนตแบบดั้งเดิม มีราคาไม่แพงและมีผลดีต่อสารตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนต ตัวดัดแปลงประเภทนี้ส่วนใหญ่เป็นอะลิฟาติก อะโรมาติก หรืออะราลคิล ประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซิล อะมิโน หรือไทออล ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลกรดไขมันนี้คือหมู่อัลคิลสายยาว สามารถผสมกับโพลีเมอร์ได้ดี ปลายอีกด้านหนึ่งของ RCOO สามารถยึดติดกับแคลเซียมไอออนบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตได้ พันธะนี้ก่อให้เกิดชั้นเคลือบที่ใช้งานอยู่ ช่วยป้องกันอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตไม่ให้เกาะกันเป็นก้อน กรดไขมันที่ใช้กันทั่วไปคือกรดสเตียริกและเกลือของมัน นอกจากนี้ลิกนิน กรดเรซิน และเกลือของลิกนินยังสามารถใช้ลิกนิน กรดเรซิน และเกลือของลิกนินเพื่อบำบัดแคลเซียมคาร์บอเนตบนพื้นผิวได้อีกด้วย

เฌอและคณะ ฉันศึกษาผลของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริกต่อการไหลของโพลีโพรพีลีน ผลการวิจัยพบว่าช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของโพลีโพรพีลีนได้อย่างมาก

ตัวดัดแปลงฟอสเฟต

ฟอสเฟตเอสเตอร์ส่วนใหญ่เปลี่ยนผงแคลเซียมคาร์บอเนต โดยทำปฏิกิริยา Ca2+ กับพื้นผิวของผงในรูปแบบเอสเทอร์ ทำให้เกิดเกลือแคลเซียมฟอสเฟตบนพื้นผิวของผง ซึ่งจะทำให้คุณสมบัติของผงเปลี่ยนไป สารประกอบฟอสเฟตเอสเตอร์สามารถปรับเปลี่ยนผงแคลเซียมคาร์บอเนตได้ สิ่งนี้สามารถปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปและความแข็งแรงของคอมโพสิตได้อย่างมาก นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่อกรดและความปลอดภัยจากอัคคีภัย

ยันและคณะ ศึกษาโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติทางกายภาพของคอมโพสิตนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยพีวีซี/ฟอสเฟตใหม่ ผลการวิจัยพบว่าคอมโพสิต PVC ที่มีความแกร่งของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ผ่านการดัดแปลงเป็นจำนวนมาก มันปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของพวกเขา

ตัวดัดแปลงตัวแทนการเชื่อมต่อ

สารจับคู่เป็นสารที่มีโครงสร้างแบบแอมฟิฟิลิก ส่วนหนึ่งของโมเลกุลมีกลุ่มขั้วที่ชอบน้ำ พวกมันสามารถทำปฏิกิริยากับกลุ่มฟังก์ชันบนพื้นผิวของผงได้ ทำให้มีความแข็งแรง เคมี พันธะ ส่วนอื่นมีกลุ่มไฮโดรโฟบิกแบบไม่มีขั้ว พวกมันสามารถทำปฏิกิริยาหรือพันกันกับพอลิเมอร์อินทรีย์ การกระทำนี้ทำให้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตและเมทริกซ์พอลิเมอร์รวมเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา ซึ่งเป็นวัสดุสองชนิดที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันมาก พวกมันรวมเข้าด้วยกันผ่านชั้นอินเทอร์เฟซ

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีปัญหาสามประการ ประการแรกราคาของตัวแทนเชื่อมต่อจะสูง ประการที่สอง โพลีเมอร์ที่แตกต่างกันจะคัดเลือกโพลีเมอร์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้เมื่อใช้กับโพลีเมอร์บางชนิดก็อาจเปลี่ยนสีได้ พวกเขายังมีแนวโน้มที่จะพังทลายระหว่างการเก็บรักษาหรือการผสม

มีการใช้สารหลายสิบชนิดเพื่อรักษาพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนต ใช้ทั้งในประเทศและต่างประเทศ สารเชื่อมต่อที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ไซเลน ไททาเนต และอะลูมิเนต นอกจากนี้ยังมีสารเชื่อมต่อแบบคอมโพสิต ฯลฯ

การแนะนำสารเชื่อมต่อ 4 ชนิดสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง

สารเชื่อมต่อไซเลน

สารเชื่อมต่อไซเลนได้รับการพัฒนาตั้งแต่เนิ่นๆ และเป็นสารเชื่อมต่อชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด สำหรับสารเชื่อมต่อไซเลนส่วนใหญ่ มีหมู่ไฮดรอกซิลน้อยเกินไป ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมคาร์บอเนตที่หนักหน่วง สารเชื่อมต่อเรซินและไซเลนจะปรับเปลี่ยนเมื่อมีกลุ่มที่คล้ายกันเท่านั้น เหอยี่และคณะ พวกเขาเลือกสารเชื่อมต่อไซเลน KH560 พวกเขาใช้มันเพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก พวกเขาใส่แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ได้รับการดัดแปลงลงในอีพอกซีเรซิน สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน ความเข้ากันได้ และความต้านทานการกัดกร่อนของการเคลือบอีพ็อกซี่

สารเชื่อมต่อไททาเนต

Titanate Coupling Agent เป็นผลิตภัณฑ์ บริษัท Kenrich Petrochemical ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาสิ่งนี้ พวกเขาถูกสร้างขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1970 สารเชื่อมต่อไททาเนตแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ตามโครงสร้างโมเลกุล มีสี่ประเภท: โมโนอัลคอกซี, โมโนอัลคอกซีไพโรฟอสเฟต, การประสานงานและคีเลต ในบรรดาสิ่งเหล่านั้น ประเภทโมโนอัลคอกซีเหมาะสำหรับระบบตัวเติมแบบแห้ง ระบบเหล่านี้ไม่มีน้ำเปล่า พวกมันมีเพียงน้ำที่มีพันธะเคมีหรือพันธะทางกายภาพเท่านั้น สารเชื่อมต่อไททาเนตอีกสามประเภทไม่มีข้อกำหนดปริมาณน้ำ

สารเชื่อมต่อไททาเนตส่งผลต่อแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก อุตสาหกรรมยางใช้เพื่อลดปริมาณยางและสารต้านอนุมูลอิสระ นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพในการต่อต้านริ้วรอยอีกด้วย สารเชื่อมต่อจะถูกเติมลงในแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในสารเคลือบ ช่วยปรับปรุงการกระจายตัว ความลื่นไหล เสถียรภาพทางความร้อน และคุณสมบัติทางกล ใช้ในการผลิตกระดาษเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของกระดาษและการพิมพ์ แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีข้อเสียมากมาย มันออกซิไดซ์และเปลี่ยนสีได้ง่าย มันสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำ ส่วนที่เป็นสารอินทรีย์มีแนวโน้มที่จะสลายตัวหรือไฮโดรไลซิส เป็นอันตรายต่อผู้คนและสิ่งแวดล้อม ข้อบกพร่องเหล่านี้จำกัดการใช้งานอย่างมาก

ตัวแทนเชื่อมต่ออะลูมิเนต

มหาวิทยาลัย Fujian Normal ได้สร้างสารเชื่อมต่ออะลูมิเนต สามารถปรับปรุงความแข็งแกร่งและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ได้ มันทำงานเหมือนกับสารเชื่อมต่อไททาเนต สารเชื่อมต่ออะลูมิเนตมีข้อได้เปรียบเหนือสารเชื่อมต่อไททาเนต มีสีอ่อน ไม่เป็นพิษ แข็งตัวที่อุณหภูมิห้อง และมีความเสถียรต่อความร้อน นอกจากนี้ยังใช้งานง่าย ในเวลาเดียวกัน สารเชื่อมต่ออะลูมิเนตยังเพิ่มเอฟเฟกต์การหล่อลื่นและการทำให้เป็นพลาสติกอีกด้วย ดังนั้นจึงปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักได้ดีกว่าไซเลนและไททาเนต ผู้คนมักใช้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักเพื่อเติมโพลีโพรพีลีน พวกเขายังใช้มันเพื่อเติมโพลีไวนิลคลอไรด์และโพลียูรีเทนชนิดแข็ง พวกเขาใช้สารเชื่อมต่ออะลูมิเนตเพื่อแก้ไข ปริมาณการเติมเพิ่มขึ้น แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็ยังมีคุณสมบัติที่ดีอยู่ พวกเขายังลดต้นทุนอีกด้วย

ตัวดัดแปลงข้อต่อแบบคอมโพสิต

ตัวดัดแปลงนั้นขึ้นอยู่กับตัวแทนการมีเพศสัมพันธ์ มันถูกรวมกับสารดัดแปลง สารพื้นผิว และสารเชื่อมโยงข้ามอื่นๆ พวกเขาใช้มันเพื่อปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก มีการเลือกตัวดัดแปลงสองตัวขึ้นไปพร้อมกันเพื่อปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ซึ่งจะทำให้ข้อดีของตัวปรับแต่งแต่ละตัวโดดเด่นขึ้น ผลการปรับเปลี่ยนของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะดีกว่า สามารถตอบสนองความต้องการต่างๆ ได้ดียิ่งขึ้น

ตัวดัดแปลงโพลีเมอร์

การเติมโพลีเมอร์ลงในแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถปรับปรุงความเสถียรในการกระจายตัวของมันได้ สิ่งนี้เป็นจริงในระบบที่ไม่มีน้ำ คนทั่วไปเชื่อว่าแคลเซียมคาร์บอเนตเคลือบโพลีเมอร์มีสองประเภท ในรูปแบบหนึ่ง โมโนเมอร์จะดูดซับลงบนพื้นผิวของผงก่อน จากนั้นจึงเริ่มเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน มันสร้างชั้นโพลีเมอร์บางมากบนพื้นผิว อีกประการหนึ่งคือการละลายโพลีเมอร์ในตัวทำละลายที่ดี จากนั้นจึงเติมแคลเซียมคาร์บอเนต พอลิเมอร์จะถูกดูดซับเข้าสู่แคลเซียมคาร์บอเนตอย่างช้าๆ ซึ่งไม่รวมตัวทำละลายและก่อให้เกิดการเคลือบ โพลีเมอร์เหล่านี้สามารถเกาะติดกับพื้นผิวของผงแคลเซียมคาร์บอเนตได้ในทิศทางเดียว สิ่งนี้ทำให้ผงมีลักษณะเป็นประจุ โพลีเมอร์จะก่อตัวเป็นชั้นบนพื้นผิวของผง พวกเขาทำเช่นนี้ผ่านการดูดซับทางกายภาพและทางเคมี ชั้นนี้จะหยุดอนุภาคผงไม่ให้จับตัวเป็นก้อนและปรับปรุงการกระจายตัวของอนุภาค ในขณะเดียวกันก็มีสายโซ่คาร์บอนไลโปฟิลิกที่ยาวกว่า นอกจากนี้ยังทำงานได้ดีกับเรซิน มีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งและมีเอฟเฟกต์การมีเพศสัมพันธ์ที่ดี

การเติมแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนลงใน PMMA จะช่วยลดขนาดอนุภาคลงเหลือเพียงระดับนาโนเมตร นอกจากนี้ยังทำให้ผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรงและทนทานมากขึ้น เมื่อดัดแปลงด้วยโคพอลิเมอร์กรดอัลคอกซีสไตรีน-สไตรีนซัลโฟนิก การกระจายตัวก็จะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน โอลิโกเมอร์โพลีโอเลฟิน เช่น ขี้ผึ้งโพลีเอทิลีน และโพลีโพรพีลีนแบบสุ่ม ยึดติดกับนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตได้ดี มีผลในการทำให้เปียกได้ดี เราสามารถผสมกับนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตในสัดส่วนที่แน่นอน จากนั้นจึงเติมสารลดแรงตึงผิว กระบวนการนี้ทำให้สารเหล่านี้กลายเป็นสารตัวเติมมาสเตอร์แบตช์ชนิดใหม่ สารตัวเติมเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา

EPIC Powder ผลิตอุปกรณ์ดัดแปลงพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนต 4 ประเภท

การบำบัดผงแคลเซียมคาร์บอเนตได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น แคลเซียมคาร์บอเนตที่ผ่านการบำบัดพื้นผิวมีประโยชน์มากมายและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า ดังนั้นประเทศต่างๆ จึงแข่งขันกันเพื่อพัฒนาวิธีการรักษาสำหรับโรคนี้ วัตถุประสงค์หลักคือการพัฒนาและสร้างตัวดัดแปลงพื้นผิวใหม่ ควรมีความเป็นพิษต่ำหรือไม่เป็นพิษและมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ นี่คือวัตถุประสงค์หลักของอุตสาหกรรมแคลเซียมคาร์บอเนต