Nano-'nun yüzey etkisi ve hidrofilik ve oleofobik özellikleri nedeniylekalsiyum karbonat, değiştirilmemiş nano-kalsiyum karbonatın, organik polimerlere uygulandığında dispersiyon, zayıf afinite ve kolay aglomerasyon gibi eksiklikleri vardır ve bu da ürünün kalitesini ciddi şekilde etkiler. , iki malzeme arasında arayüz kusurlarına yol açar ve nano-kalsiyum karbonatın doldurma miktarı arttıkça bu eksiklikler daha da belirgin hale gelir ve aşırı doldurma, malzemenin orijinal performansını bile yok edebilir.
Bu nedenle nano kalsiyum karbonat genellikle doğrudan kullanılmaz. Yüzey modifikasyonundan sonra nano-kalsiyum karbonat parçacıkları genellikle "yumuşak topaklanmalar" oluşturur ve bu "yumuşak topaklanma", uygulama işlemi sırasında çok az bir işlemle mekanik kesme ve ultrasonik salınım yoluyla parçalanabilir. Bu nedenle nanometre kalsiyum karbonatın yüzey modifikasyonu büyük önem taşımaktadır.
Nano kalsiyum karbonat değiştirici türleri
Nano kalsiyum karbonatın modifikasyon yolu genellikle aşılama ve birleştirme reaksiyonlarını benimser. Yapı ve özelliklerdeki farklılıklara göre değiştiriciler yüzey aktif maddelere, birleştirme maddelerine, polimerlere ve inorganik maddelere ayrılabilir.
Yüzey aktif madde
Şu anda en yaygın kullanılan yüzey aktif maddeler arasında yağ asitleri, fosfatlar ve polimer bileşikleri bulunmaktadır.
Yağ asidi değiştirici molekülünün bir ucundaki uzun zincirli alkil grup yapısı polimerlerinkine benzerdir. Benzer tanımlama ilkesine göre, polimer matrisiyle daha uyumlu olabilirler; molekülün diğer ucundaki karboksil grupları gibi polar gruplar inorganik Fiziksel veya kimyasal Adsorpsiyon malzemelerin yüzeyinde (örneğin nano-kalsiyum karbonat) meydana gelir.
Fosfat esteri esas olarak fosfat iyonları ve kalsiyum iyonlarıyla reaksiyona girerek kalsiyum karbonatın yüzeyi üzerinde kaplanan fosfatı oluşturur.
Nanometre kalsiyum karbonat yüzeyinin lipofilik ve hidrofobik özelliklerini geliştirmek için modifikasyon yapılır.
Polimer bileşikleri, kontrol edilerek modifiye edilir parçacık boyutu nanopartiküllerin yüzey durumlarını değiştirmesi. Sülfonik asit grupları veya karboksilik asit grupları içeren polimer bileşikleri, çoğunlukla iyonize edilebilir gruplar olmak üzere, değiştirici olarak kullanılabilir.
Birleştirici madde
Birleştirme maddesi, kalsiyum karbonat ve organizmalar gibi çok farklı özelliklere sahip iki malzemenin, sırasıyla kalsiyum karbonatın yüzeyindeki fonksiyonel gruplarla kimyasal reaksiyonlar veya fiziksel dolaşma yoluyla birleştirilmesiyle modifiye edilir. Nanometre kalsiyum karbonatın yüzeyindeki moleküler köprü sayesinde birleştirme maddesi değiştirilir. nanometre kalsiyum karbonat ve organik materyaller arasındaki uyumluluğun arttırılması.
Titanat bağlama maddesi ve alüminat bağlama maddesi şu anda en yaygın kullanılan bağlama maddesi nano-kalsiyum karbonat değiştiricileridir.
Polimerler ve inorganikler
Polimer, yönlü adsorpsiyon yoluyla kalsiyum karbonatın yüzeyinde fiziksel veya kimyasal bir adsorpsiyon katmanı oluşturan ve dispersiyonu iyileştirmek için kalsiyum karbonat parçacıklarının topaklanmasını ve topaklanmasını önlemek için ona yük özellikleri veren bir değiştirici türüdür.
Bir değiştirici olarak, nano-kalsiyum karbonatın yüzeyine inorganik elektrolitler adsorbe edilir ve bu, nano-kalsiyum karbonatın yüzey potansiyelinin mutlak değerini önemli ölçüde artırabilir. Aynı zamanda nano-kalsiyum karbonatın yüzeyi ile su arasındaki ıslanma derecesi de arttırılır ve bu da nano-kalsiyum karbonatın oluşmasını bir dereceye kadar engeller. suda toplanma.
Yaygın olarak kullanılan inorganik elektrolit değiştiriciler arasında sodyum alüminat, sodyum silikat, şap, yoğunlaştırılmış fosforik asit vb. yer alır.
Nano kalsiyum karbonat modifikasyon yöntemi
Nanometre kalsiyum karbonatın yüzey modifikasyonu için kullanılan mevcut yöntemler esas olarak şunları içerir: yerel kimyasal reaksiyon modifikasyonu, yüzey kaplama modifikasyon, mikroemülsiyon modifikasyonu, mekanik modifikasyon ve yüksek enerjili yüzey modifikasyonu.
Yerel kimyasal reaksiyon modifikasyonu
Lokal kimyasal reaksiyon modifikasyon yöntemi esas olarak nanometre kalsiyum karbonatın yüzey fonksiyonel grupları ile değiştirici arasındaki kimyasal reaksiyon yoluyla modifikasyon amacına ulaşır. İki işleme ayrılır: kuru yöntem ve ıslak yöntem.
Kuru modifikasyon: Kuru modifikasyon, nano-kalsiyum karbonatın yüksek hızlı bir yoğurucuya eklenmesi, döndürülmesi ve ısıtılmasıdır. Belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında yüzey düzenleyici ekleyin ve yoğurma modifikasyonu yapın. Kuru modifikasyon, fiziksel karıştırma yöntemini benimser ve süreç nispeten basittir. Ancak nano-kalsiyum karbonatın parçacık boyutu 40-60 nm arasında çok küçük olduğundan, geniş bir spesifik yüzey alanına ve statik elektriğe sahiptir ve daha büyük parçacıklara yoğunlaşması kolaydır. Aglomerasyon, nano-kalsiyum karbonat parçacıklarının aktivasyon derecesini ve zayıf dispersiyonu azaltır, dolayısıyla modifikasyon etkisi ideal değildir.
Islak modifikasyon: Islak modifikasyon, karbonizasyonun sonraki aşamasında yüzey işlemi için nano-kalsiyum karbonat süspansiyonuna yüzey değiştiricilerin eklenmesi ve belirli sıcaklık ve karıştırma koşulları altında yüzey modifikasyonunun tamamlanmasıdır. Islak modifikasyon, kalsiyum karbonat üreticileri tarafından kullanılır ve proses akışı şöyledir:
Nano kalsiyum karbonatın ıslak modifikasyonundan sonra kurutulması, dağıtılması ve paketlenmesi gerekir. Dispersiyon kısmı için dağıtıcı olarak üç tip ekipman tavsiye edilmektedir. Daha iyi etkisi var.
- Belirli bir Ca(OH)2 süspansiyonu kütlesi hazırlayın, ısıtma ve karıştırma koşulları altında uygun miktarda kristal form kontrol maddesi ekleyin ve ardından karbonize etmek için karışık bir CO2 ve N2 gazı ekleyin ve titrasyon yöntemiyle karbonizasyon oranını ölçün;
- Nano-kalsiyum karbonat süspansiyonuna uygun miktarda yüzey değiştirici ekleyin ve yüzey değiştiricinin nano-kalsiyum karbonatın yüzeyini eşit şekilde kaplamasını sağlamak için iyice karıştırın;
- Emme filtrasyonu, kurutma, kırma ve eleme yoluyla ıslak modifiye nano-kalsiyum karbonat parçacıkları elde edin.
Yüzey kaplama modifikasyon yöntemi
Yüzey değiştiricinin ve nanometre kalsiyum karbonat yüzeyinin yalnızca van der Waals kuvveti veya kimyasal reaksiyon olmadan fiziksel yöntemlerle bağlandığı bir modifikasyon yöntemini ifade eder.
Bu yöntem, nano-kalsiyum karbonat hazırlanırken çözeltiye yüzey aktif madde eklenebilir ve eş zamanlı hazırlama ve modifikasyon amacına ulaşılır, çünkü yüzey aktif maddenin varlığı, bu yöntemle üretilen kalsiyum karbonatın iyi dağılım özelliklerine sahip olmasını sağlar. geliştirmek.
Mikroemülsiyon modifikasyon yöntemi
Mikroemülsiyon modifikasyon yöntemi aynı zamanda kapsülleme modifikasyonu olarak da adlandırılır. Bu yöntem, parçacık yüzeyinin doğal özelliklerini değiştirmek için nano-kalsiyum karbonatın yüzeyinin başka maddelerden oluşan bir filmle kaplanmasıyla değiştirilir.
Bu yöntem, yüzey kaplama modifikasyon yöntemine benzese de, bu yöntemle modifikasyon sonrasında nano-kalsiyum karbonatın yüzeyine kaplanan film, yüzey kaplama ile modifiye edilene göre daha tekdüzedir.
Mekanokimyasal modifikasyon yöntemleri
Mekanokimyasal modifikasyon yöntemi, parçacık yüzeyini kasıtlı olarak aktive etmek için güçlü mekanik kuvvet kullanan, moleküler kafesin kaymasına neden olan, fiziksel ve kimyasal yapısını ve yüzey kristal yapısını değiştiren ve parçacıkların organik veya inorganik maddelerle reaktivitesini artıran bir modifikasyon yöntemidir. .
Bu modifikasyon yöntemi büyük kalsiyum karbonat parçacıkları için çok etkilidir. Nano ölçekli kalsiyum karbonata gelince, küçük parçacık boyutundan dolayı, mekanik kırma ve öğütme yoluyla mekanokimyasal modifikasyon yöntemi artık mükemmel modifikasyon sağlayamaz. Cinsel etkiler.
Nanopartiküllerin nano etkilerine tam anlamıyla yer verilmesi, nanopartiküllerin yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi, nanopartiküllerin matris içindeki dağılımının ve uyumluluğunun iyileştirilmesi ve mükemmel performansa sahip kompozit malzemelerin hazırlanması, malzemelerin uygulama alanlarını genişletecektir.
Nano kalsiyum karbonat, kalsiyum karbonat alanında üst düzey bir üründür. Ülkemin nano kalsiyum karbonatının kalitesi arttıkça maliyeti de düşmeye devam ediyor. Artık sadece ithalatın yerini almakla kalmıyor, aynı zamanda uluslararası pazara da ihraç edilmeye başlanıyor. Yerli nano kalsiyum karbonatın pazar beklentilerinin giderek daha umut verici olacağına inanıyorum. .