Canxi cacbonat biến tính công thức đã thu hút được sự chú ý đáng kể trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau do các đặc tính được cải thiện của nó. Quá trình biến đổi này làm thay đổi các đặc điểm bề mặt của canxi cacbonat. Nó giúp canxi cacbonat hoạt động tốt hơn với nhiều loại vật liệu khác nhau. Canxi cacbonat biến tính cho thấy khả năng phân tán tốt hơn, ổn định hơn và hiệu suất được cải thiện. Điều này hữu ích trong nhựa, sơn và lớp phủ. Các nhà nghiên cứu luôn tìm kiếm những cách mới để cải thiện công thức. Họ muốn theo kịp nhu cầu thay đổi của thị trường. Nhìn chung, công thức canxi cacbonat biến tính đại diện cho một bước tiến đầy hứa hẹn trong khoa học vật liệu.
Các hạt Ca2+ và CO32- từ quá trình nghiền canxi cacbonat nặng phản ứng với nước. Điều này tạo ra các nhóm hydroxyl. Kết quả là, canxi cacbonat nặng trở nên ưa nước. Tuy nhiên, các polyme hữu cơ lại ưa chất béo và kỵ nước. Các đặc tính bề mặt khác nhau của canxi cacbonat nặng và polyme hữu cơ dẫn đến khả năng tương thích kém. Điều này dẫn đến sự phân tán không đều và liên kết yếu tại giao diện. Các vật liệu composite gốc polyme thường gặp phải các khuyết tật giao diện trong quá trình sử dụng. Điều này có thể làm giảm hiệu suất của chúng. Do đó, bề mặt của canxi cacbonat nặng phải được biến đổi hữu cơ.
Công thức biến đổi canxi cacbonat
Có nhiều loại chất điều chỉnh bề mặt. Công thức của chúng, bao gồm chủng loại, liều lượng và cách sử dụng, rất cụ thể. EPIC Powder đã tạo ra 20 công thức đặc biệt để điều chỉnh canxi cacbonat nặng. Các quy trình bao gồm phương pháp ướt và khô. Các loại chất điều chỉnh bao gồm axit stearic (natri), chất kết hợp silan, chất kết hợp titanat, chất kết hợp aluminat, chất hoạt động bề mặt, chất hữu cơ polyme, chất điều chỉnh tinh bột và composite, v.v., chỉ để bạn tham khảo. Chi tiết như sau:
- Công thức 1: Biến tính nghiền ướt axit stearic
- Công thức 2: Natri stearat dạng khô biến tính
- Công thức 3: Sửa đổi ướt KH-550
- Công thức 4: So sánh hiệu ứng biến tính khô của chất kết dính titanat và aluminat
- Công thức 5: So sánh tác dụng của chất kết dính natri stearat và aluminat trong quá trình biến tính ướt.
- Công thức 6: So sánh hiệu ứng biến tính ướt của natri stearat và chất kết dính
- Công thức 7: So sánh hiệu ứng biến tính khô của chất hoạt động bề mặt, dầu silicon, v.v.
- Công thức 8: Liên kết = So sánh hiệu ứng biến đổi của chất hoạt động bề mặt và chất hoạt động bề mặt
- Công thức 9: So sánh hiệu ứng biến tính khô của chất hoạt động bề mặt, axit stearic, chất kết dính và dầu silicon
- Công thức 10: Biến tính hỗn hợp của chất kết dính axit stearic-titanate (nghiền bi ướt)
- Công thức 11: Biến tính hỗn hợp của chất kết hợp axit stearic-titanate (phương pháp khô)
- Công thức 12: Biến tính tổng hợp của axit oleic và chất kết hợp
- Công thức 13: Biến tính chất biến tính tổng hợp gốc nước
- Công thức 14: Biến tính khô nhũ tương polyme
- Công thức 15: Biến đổi dieste axit dipalmitoyl tartaric
- Công thức 16: Biến tính khô của thủy phân axit eleostearic anhydride
- Công thức 17: Biến tính sorbitan monostearat (Span60)
- Công thức 18: Biến tính trùng hợp polyvinyl axetat
- Công thức 19: Tinh bột lớp phủ sự sửa đổi
- Công thức 20: Xử lý tổng hợp chất kết dính titanat và nghiền luồng khí
Công thức 1: Sửa đổi nghiền ướt axit stearic
Trình sửa đổi: axit stearic.
Phương pháp sửa đổi: Cân 900g bột canxi cacbonat. kích thước hạt nên khoảng 45μm. Chuẩn bị hỗn hợp có khối lượng rắn là 75%. Sau đó, thêm axit stearic. Lượng axit stearic phải bằng 1%-3% khối lượng bột canxi cacbonat. Độ nhớt ban đầu của hỗn hợp là 147mPa·s ở 42°C và độ nhớt là 228mPa·s sau khi để yên trong 20 phút. Thể tích hỗn hợp canxi cacbonat là khoảng 600mL. Khuấy ở tốc độ 1000 vòng/phút trong 90 phút trong máy khuấy phân tán. Ngừng khuấy. Lấy hỗn hợp ra và cho vào lò sấy ở nhiệt độ 180°C. Sau khi sấy khô, lấy khối đã biến tính ra. Sau đó, sử dụng máy nghiền tốc độ cao để nghiền trong 3 phút. Thao tác này sẽ cho bạn bột canxi cacbonat đã biến tính.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm: kích thước hạt, hoạt hóa bề mặt, giá trị hấp thụ dầu, độ trắng.
Hiệu ứng sửa đổi:
Bạn có thể nghiền và biến tính canxi cacbonat nặng ở nhiệt độ phòng. Quá trình này làm giảm kích thước hạt từ 45μm xuống 2μm. Khi bạn thêm nhiều axit stearic hơn, hoạt tính của canxi cacbonat nặng tăng lên. Đồng thời, giá trị hấp thụ dầu giảm xuống. Khi axit stearic tăng lên 2% (phần khối lượng), hoạt tính canxi cacbonat nặng vượt quá 98%. Ngoài ra, giá trị hấp thụ dầu giảm xuống 0,267g/g. Nghiền và biến tính canxi cacbonat nặng cùng nhau giúp giảm chi phí sản xuất. Điều này làm cho sản phẩm cạnh tranh hơn.
Công thức 2: Biến tính khô natri stearat
Trình sửa đổi: natri stearat.
Phương pháp sửa đổi: Bắt đầu bằng cách sấy canxi cacbonat nặng trong lò để loại bỏ độ ẩm. Tiếp theo, cân một lượng bột khô cụ thể và cho vào bình ba cổ. Đặt bình vào bồn nước ở nhiệt độ đã đặt và khuấy. Sau đó, thêm một lượng natri stearat đã đo và khuấy trong thời gian đã chỉ định. Cuối cùng, làm nguội hỗn hợp để thu được canxi cacbonat nặng đã biến tính.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm: FT-IR, XRD, SEM, thế Zeta.
Hiệu ứng sửa đổi:
Khi nhiệt độ biến tính là 70°C, lượng natri stearat bằng 1,5% khối lượng canxi cacbonat nặng, thời gian biến tính là 50 phút, tốc độ là 700 vòng/phút, tốc độ hoạt hóa của natri stearat biến tính canxi cacbonat nặng là 85,6%, hiệu ứng biến tính tốt. Phổ hồng ngoại của canxi cacbonat nặng với natri stearat cho thấy các đỉnh. Có các đỉnh kéo dài đối xứng -CH2- tại 2850 cm-1 và các đỉnh kéo dài phản đối xứng tại 2920 cm-1. Đỉnh nhiễu xạ tia X dịch chuyển về các góc cao hơn. Thế Zeta tăng từ 14,1 mV lên 30,2 mV, kích thước hạt giảm. Điều này chỉ ra rằng natri stearat ghép vào bề mặt canxi cacbonat nặng. Tuy nhiên, quá trình biến tính không làm thay đổi dạng tinh thể của canxi cacbonat. Canxi cacbonat nặng biến tính có khả năng phân tán tốt.
Công thức 3: Sửa đổi ướt KH-550
Trình sửa đổi: γ-chloropropyltriethoxysilane (KH-550), natri stearat, chất liên kết titanat.
Phương pháp sửa đổi:
- Cải tạo ghép bằng phương pháp ướt.
- Cân 200g canxi cacbonat nặng siêu mịn đã sấy khô.
- Phân tán trong 300g etanol khan.
- Đun nóng và khuấy trong nồi nước ở nhiệt độ 80℃ trong 10 phút.
- Sau đó, thêm 2,5% khối lượng bột của chất hỗ trợ biến tính.
- Tiếp tục phản ứng trong điều kiện tương tự trong 60 phút.
- Cuối cùng, lọc, rửa và sấy khô khi còn nóng để thu được bột canxi cacbonat nặng siêu mịn đã được biến tính.
Kiểm tra và đặc tính:
- Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier
- Phân tích nhiệt trọng lượng
- Phân tích kích thước hạt
- Kiểm tra tính chất lưu biến của cao su silicon
- Kiểm tra tính chất cơ học
Hiệu ứng sửa đổi:
Dữ liệu lưu biến cho thấy canxi cacbonat nặng siêu mịn đã biến đổi phân tán tốt trong cao su silicon. Nó cũng có khả năng tương thích tốt hơn với keo so với phiên bản chưa biến đổi. Canxi cacbonat nặng siêu mịn không có hiệu ứng gia cố nano về kích thước. Điều này làm suy yếu sự tương tác giữa canxi cacbonat nặng siêu mịn đã xử lý bề mặt và cao su silicon. Do đó, hiệu suất của cao su silicon sau khi lưu hóa giảm so với sử dụng canxi cacbonat nặng siêu mịn chưa biến đổi. KH-550 có các tính năng đặc biệt như nhóm amino và nhóm alkoxy. Do đó, canxi cacbonat nặng siêu mịn được xử lý bằng KH-550 dễ dàng lan truyền trong cao su silicon. Nó cũng hình thành hóa chất liên kết với cao su. Do đó, cao su silicon RTV thể hiện các tính chất cơ học tuyệt vời.
Công thức 4: So sánh hiệu ứng biến tính khô của tác nhân liên kết titanat và aluminat
Trình sửa đổi: chất liên kết titanat JN-114, chất liên kết aluminat DL-411.
Phương pháp biến tính: cân một lượng canxi cacbonat nặng nhất định và cho vào máy trộn tốc độ cao. Sau khi nung vật liệu đến nhiệt độ thử nghiệm, thêm chất biến tính bề mặt. Sau một thời gian phản ứng nhất định, dừng khuấy để thu được canxi cacbonat nặng biến tính bề mặt.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm: chỉ số hoạt hóa, góc tiếp xúc, phổ hồng ngoại, hiệu suất vật liệu composite polypropylene.
Hiệu ứng sửa đổi:
(1) Chất kết dính titanat JN-114 hấp thụ hóa học trên bề mặt canxi cacbonat nặng.
Các điều kiện tốt nhất để biến tính khô canxi cacbonat nặng là:
- Liều lượng JN-114: 1.0%
- Nhiệt độ biến đổi: 70℃
- Thời gian sửa đổi: 30 phút.
Trong những điều kiện này, canxi cacbonat nặng biến tính đạt được góc tiếp xúc là 114,34°. Chỉ số hoạt hóa cũng đạt 99,21%.
(2) Chất kết dính aluminat DL-411 hấp thụ hóa học trên bề mặt canxi cacbonat nặng.
Các điều kiện tốt nhất để biến tính khô canxi cacbonat nặng là:
- Liều dùng DL-411: 1.0%
- Nhiệt độ biến đổi: 90℃
- Thời gian sửa đổi: 30 phút
Trong những điều kiện này, góc tiếp xúc của canxi cacbonat nặng biến tính là 121,70°. Chỉ số hoạt hóa cũng đạt 100%.
(3) Biến tính bề mặt của JN-114 và DL-411 có thể cải thiện hiệu quả độ bền va đập của vật liệu composite PP. Khi lượng bổ sung là 20%, vật liệu composite có độ bền va đập cao nhất. Độ bền này lớn hơn 38,87% và 41,97% so với PP nguyên chất.
Công thức 5: So sánh hiệu ứng biến tính ướt của chất kết dính natri stearat và aluminat
Chất điều chỉnh: chất liên kết aluminat DL-411 và natri stearat.
Phương pháp sửa đổi:
(1) Để tạo ra chất kết dính aluminat DL-411 biến tính canxi cacbonat nặng, hãy làm theo các bước sau:
- Cân 30g canxi cacbonat nặng và cho vào bình phản ứng 250ml.
- Thêm một ít nước và etanol, sau đó khuấy đều để tạo thành hỗn dịch.
- Đun nóng hỗn hợp.
- Hòa tan chất kết dính aluminat trong một lượng ethanol khan thích hợp và phân tán bằng máy làm sạch siêu âm.
- Khi nhiệt độ đạt đến mức mong muốn, thêm dung dịch rượu aluminat vào hỗn dịch canxi cacbonat nặng.
- Khuấy một lúc để phản ứng xảy ra.
- Sau khi phản ứng kết thúc, rửa sản phẩm nhiều lần bằng etanol.
- Lọc và tách riêng, sau đó sấy chân không ở 50°C trong 24 giờ để thu được sản phẩm cuối cùng: chất kết dính aluminat canxi cacbonat nặng biến tính.
(2) Natri stearat biến tính canxi cacbonat nặng:
- Cân 30g canxi cacbonat nặng vào bình phản ứng 250ml.
- Thêm nước và etanol, sau đó khuấy đều để tạo thành hỗn hợp mịn.
- Đun nóng hỗn hợp cho đến khi đạt được nhiệt độ mong muốn.
- Tiếp theo, thêm các hạt rắn natri stearat vào hỗn dịch và khuấy trong một lúc.
- Sau khi phản ứng kết thúc, rửa sản phẩm bằng nước và etanol.
- Lọc và tách hỗn hợp, sau đó hút chân không ở nhiệt độ 50°C trong 24 giờ.
- Quá trình này tạo ra canxi cacbonat nặng biến đổi từ natri stearat.
Kiểm tra và đặc tính:
- Giá trị hấp thụ dầu
- Thể tích lắng đọng
- Góc tiếp xúc
- Kiểm tra hiệu suất của vật liệu composite canxi cacbonat/polypropylen.
Hiệu ứng sửa đổi:
Các điều kiện tốt nhất để biến tính canxi cacbonat nặng 1250 lưới bằng natri stearat là:
- Nhiệt độ: 25℃
- Tỷ lệ: m(canxi cacbonat):m(etanol):m(nước) = 3:1,5:3
- Natri stearat đến khối lượng canxi cacbonat nặng: 3,0%
- Tốc độ khuấy: 400 vòng/phút
- Thời gian khuấy: 40 phút
Với các thiết lập này, giá trị hấp thụ dầu và thể tích lắng giảm khoảng 50%. Góc tiếp xúc đạt 129,2°.
Cách tốt nhất để biến tính canxi cacbonat nặng bằng chất kết dính aluminat DL-411 như sau:
- Nhiệt độ sửa đổi: 25℃
- Tỷ lệ pha trộn: m(canxi cacbonat):m(etanol):m(nước) = 3:1,5:3
- Tỷ lệ đại lý: chất kết dính aluminat/khối lượng canxi cacbonat nặng = 2,0%
- Tỷ lệ triethylamine: khối lượng triethylamine/canxi cacbonat = 0,5%
- Tốc độ khuấy: 300 vòng/phút
- Thời gian khuấy: 2 phút
Khi so sánh với canxi cacbonat chưa biến đổi, canxi cacbonat nặng đã biến đổi cho thấy:
- Giảm giá trị hấp thụ dầu: 47.0%
- Giảm thể tích lắng đọng: 45,8%
- Góc tiếp xúc: 136,3°
Lượng điền tối ưu của natri stearat canxi cacbonat nặng biến tính trong PP là 20%. So với PP nguyên liệu, độ giãn dài khi đứt và độ bền va đập tăng 12,5% và 15,7%. Lượng điền tốt nhất của aluminat canxi cacbonat nặng biến tính trong polypropylene là 30%. Điều này làm tăng độ giãn dài khi đứt là 15,0% và độ bền va đập là 16,0%.
Công thức 6: So sánh hiệu ứng biến tính ướt của natri stearat và chất kết dính
Trình sửa đổi: natri stearat, γ-chloropropyltriethoxysilane (KH-550), chất liên kết titanat TC114.
Phương pháp sửa đổi: Cân 200g canxi cacbonat nặng siêu mịn đã sấy khô. Cho vào bình cầu đáy tròn. Phân tán với 300g etanol khan. Đun nóng và khuấy trong bồn nước ở 80℃ trong 10 phút. Sau đó, thêm 2,5% khối lượng bột của chất trợ biến tính. Tiếp tục phản ứng trong cùng điều kiện trong 60 phút. Sau đó, lọc, rửa và sấy khô khi còn nóng để thu được bột canxi cacbonat nặng siêu mịn đã biến tính.
Kiểm tra và đặc tính:
- Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier
- Phân tích nhiệt trọng lượng
- Phân tích kích thước hạt
Các phương pháp này đánh giá các đặc tính của vật liệu cao su silicone RTV.
Hiệu ứng sửa đổi:
Dữ liệu lưu biến cho thấy canxi cacbonat nặng siêu mịn biến tính phân tán tốt trong cao su silicon. Điều này tốt hơn canxi cacbonat nặng siêu mịn chưa biến tính. Nó cũng có khả năng tương thích tốt hơn với keo. Canxi cacbonat nặng siêu mịn không có hiệu ứng gia cố nano về kích thước. Điều này làm suy yếu sự tương tác giữa canxi cacbonat nặng siêu mịn đã xử lý bề mặt (TC114 và natri stearat) và cao su silicon. Do đó, hiệu suất của cao su silicon sau khi lưu hóa giảm so với sử dụng canxi cacbonat nặng siêu mịn chưa biến tính. KH-550 có nhóm amino và nhóm alkoxy. Do đó, canxi cacbonat nặng siêu mịn được xử lý bằng KH-550 phân tán tốt trong cao su silicon. Nó cũng tạo thành liên kết hóa học với cao su. Do đó, cao su silicon RTV thể hiện các tính chất cơ học tuyệt vời.
Công thức 7: So sánh hiệu ứng biến tính khô của chất hoạt động bề mặt, dầu silicon, v.v.
Trình sửa đổi: polyethylene glycol-200, diethylene glycol, triethanolamine và amino silicone oil-804.
Phương pháp sửa đổi: Sử dụng phương pháp biến tính khô. Cân 100g bột canxi cacbonat nặng và cho vào bình ba cổ. Đặt bình này vào bồn nước có nhiệt độ không đổi. Bật máy khuấy điện để trộn. Khi nhiệt độ đạt 95℃, thêm chất biến tính bề mặt trong khi khuấy. Tiếp tục khuấy và phản ứng ở 95℃ trong 30 phút sau khi thêm. Điều này sẽ cho bạn bột canxi cacbonat nặng đã biến tính. Sau khi bột đã biến tính nguội, lấy mẫu để thử nghiệm và xác định đặc tính.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm: giá trị hấp thụ dầu, phổ hồng ngoại, phân tích nhiệt trọng lượng.
Hiệu ứng sửa đổi:
Thứ tự của bốn chất biến tính bề mặt làm giảm khả năng hấp thụ dầu của chất độn canxi cacbonat nặng như sau: aminosilicone oil-804 > polyethylene glycol-200 > triethanolamine > diethylene glycol. Ngoài ra, cùng một chất biến tính cho thấy các giá trị hấp thụ dầu khác nhau dựa trên liều lượng của nó. Thông thường, liều lượng chất biến tính lớn hơn có nghĩa là giá trị hấp thụ dầu thấp hơn. Tất cả các chất biến tính đều liên kết hóa học với nhóm hydroxyl trên bột canxi cacbonat nặng. Khi aminosilicone oil-804 được sử dụng ở 1,00%, giá trị hấp thụ dầu của mẫu đã biến tính có thể đạt 0,115 mL/g. Phân tích nhiệt trọng lượng cho thấy mẫu đã biến tính có độ ổn định nhiệt tốt nhất. Nhiệt độ phân hủy nhiệt của nó là 325℃.
Công thức 8: So sánh hiệu ứng biến tính của chất kết hợp và chất hoạt động bề mặt
Các sửa đổi bao gồm:
- Chất kết dính aluminat (DL-411)
- Chất kết dính titanat (NDZ-201)
- Chất kết dính silan (KH-550)
- Axit stearic (SA)
- Natri dodecyl sulfat (SDS)
- Axit glutamic (GLU)
- Hexadecyl phosphate (PO16)
- Octadecyl phosphate (PO18)
- Chất hoạt động bề mặt hexadecyl trimethyl ammonium bromide (CTAB)
Chất điều chỉnh hỗn hợp là chất kết dính aluminat (DL-411) và natri dodecyl sulfat (SDS).
Phương pháp biến đổi: biến đổi khô và biến đổi ướt.
Kiểm tra và đặc tính bao gồm:
- Tỷ lệ kích hoạt
- Giá trị hấp thụ dầu
- Phân tích hồng ngoại
- Kích thước hạt
- SEM
Bài viết này tập trung vào hiệu suất của vật liệu composite PBAT/canxi cacbonat biến tính.
Hiệu ứng sửa đổi:
(1) Khi hàm lượng của ba tác nhân liên kết DL-411, NDZ-201 và KH-550 là 1,5% và phương pháp biến tính là biến tính ướt, canxi cacbonat biến tính có hiệu quả tốt nhất. Bề mặt của canxi cacbonat ưa béo, khả năng phân tán được cải thiện và kích thước hạt trung bình được giảm.
(2) Trong sáu chất hoạt động bề mặt, khi hàm lượng SA, SDS và PO16 là 3% thì hiệu ứng biến tính trên canxi cacbonat là tốt nhất, làm thay đổi thành công bề mặt canxi cacbonat từ ưa nước sang kỵ nước, kích thước hạt trung bình giảm và khả năng phân tán được cải thiện.
(3) Canxi cacbonat được biến tính bằng tác nhân liên kết DL-411 và chất hoạt động bề mặt SDS.
Hiệu ứng biến đổi tốt nhất đối với canxi cacbonat xảy ra trong các điều kiện sau:
- Tỷ lệ chất điều chỉnh tổng hợp (DL:SDS) là 3:2
- Thời gian phản ứng 40 phút
- Nhiệt độ phản ứng 80 °C
- Lượng chất điều chỉnh tổng hợp 3%
So với chất điều chỉnh đơn lẻ, hiệu ứng hiệp đồng giữa DL-411 và SDS làm cho chất điều chỉnh tổng hợp có hiệu quả điều chỉnh tốt hơn đối với canxi cacbonat.
Công thức 9: So sánh hiệu ứng biến tính khô của chất hoạt động bề mặt, axit stearic, chất kết dính và dầu silicon
Trình sửa đổi:
- Chất điều chỉnh hoạt động bề mặt mới JST-9001 (chất điều chỉnh hỗn hợp loại polyoxyethylene ether)
- JST-9002 (chất biến tính hỗn hợp loại phosphate)
- JST-9003 (chất biến tính hỗn hợp loại polyoxyethylene ether)
- JST-900
Phương pháp sửa đổi: Cân 100g bột canxi cacbonat nặng. Cho vào bình ba cổ 500mL. Đặt bồn nước có nhiệt độ không đổi ở nhiệt độ mong muốn. Điều chỉnh máy khuấy điện hiển thị kỹ thuật số chạy ở tốc độ (1300±50) vòng/phút. Sau đó, nhỏ từng giọt chất điều chỉnh vào canxi cacbonat nặng trong bình. Đảm bảo nhỏ ở tốc độ vừa phải, không quá nhanh cũng không quá chậm. Sau khi thêm chất điều chỉnh, đậy kín bình ba cổ và bắt đầu tính thời gian. Sau một khoảng thời gian nhất định, tắt thiết bị, đợi mẫu nguội, lấy mẫu ra và cho vào túi kín.
Kiểm tra và đặc tính bao gồm:
- Giá trị hấp thụ dầu
- Chỉ số kích hoạt
- Độ ổn định phân tán pha dầu
- Góc tiếp xúc của nước
- Phổ hồng ngoại (FTIR)
- Phân tích nhiệt trọng lượng (TG).
Hiệu ứng sửa đổi:
JST-9001 và JST-9003, cùng với axit stearic và aluminate F-2, hoạt động tốt hơn JST-9002 và JST-9004, dầu silicon hydroxy và dầu silicon amino 585C. Chúng cung cấp một sự điều chỉnh hiệu quả hơn cho canxi cacbonat nặng. Các chất điều chỉnh mới JST-9001 và JST-9003 có thể đạt được hiệu ứng điều chỉnh tốt hơn axit stearic và aluminate F-2 ở liều lượng chất điều chỉnh thấp (0,50%).
Giá trị hấp thụ dầu của mẫu canxi cacbonat nặng C525 được biến tính bằng JST-9001 và JST-9003 lần lượt là 0,11 mL/g và 0,10 mL/g. Chỉ số hoạt hóa của chúng là 98,77% và 99,19%. Tỷ lệ thay đổi độ đục là 4,06% và 5,30%. Góc tiếp xúc làm ướt là 154,2° và 151,4°.
Đối với các mẫu canxi cacbonat nặng 00, giá trị hấp thụ dầu là 0,14 mL/g và 0,15 mL/g. Chỉ số hoạt hóa của chúng là 89,73% và 93,77%. Tỷ lệ thay đổi độ đục là 16,04% và 9,59%. Góc tiếp xúc ướt là 91,9° và 87,7°.
Với liều lượng phù hợp, các nhóm ưa nước trong JST-9001 và JST-9003 liên kết với —OH trên bề mặt canxi cacbonat nặng. Điều này tạo ra một lớp phân tử biến tính trên các hạt canxi cacbonat. Tính chất bề mặt của canxi cacbonat nặng thay đổi từ ưa nước sang kỵ nước. Ngoài ra, giá trị hấp thụ dầu giảm đáng kể.
Công thức 10: Biến tính hỗn hợp chất liên kết axit stearic-titanat (nghiền bi ướt)
Trình sửa đổi: Axit stearic và chất kết hợp titanat được sử dụng làm chất điều chỉnh hỗn hợp, và etanol khan được sử dụng làm chất phân tán.
Phương pháp sửa đổi: Cân 15,0g bột canxi nặng và thêm vào máy nghiền bi. Tiếp theo, cân một lượng axit stearic và chất kết dính titanat cụ thể dựa trên tỷ lệ khối lượng. Thêm chúng vào máy nghiền bi. Sau đó, đổ etanol khan vào cho đến khi bột vừa ngập. Cuối cùng, khởi động máy nghiền bi để biến đổi bột canxi nặng. Bột biến đổi được đặt trong lò sấy và sấy ở 80°C, làm nguội đến nhiệt độ phòng và nghiền để thu được sản phẩm biến đổi.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm: mức độ hoạt hóa, giá trị hấp thụ dầu, thể tích lắng, kích thước hạt.
Hiệu ứng sửa đổi:
Sau khi thử nghiệm các yếu tố khác nhau và tiến hành thí nghiệm trực giao, chúng tôi đã tìm ra quy trình tốt nhất để sửa đổi. Các điều kiện tối ưu là:
- Thời gian nghiền bi: 1,5 giờ
- Tốc độ nghiền bi: 350 vòng/phút
- Liều lượng điều chỉnh: 2.0%
- Tỷ lệ điều chỉnh: 1:3
Bột canxi nặng biến tính hoạt động tốt hơn bột chưa biến tính. Nó có hoạt tính tốt hơn, hấp thụ ít dầu hơn, thể tích lắng đọng thấp hơn và kích thước hạt nhỏ hơn. Nhìn chung, quá trình biến tính cho kết quả tốt. Với quy trình tối ưu hóa, bột canxi nặng biến tính cho thấy mức độ hoạt tính là 99,4%. Giá trị hấp thụ dầu của nó là 14,27g trên 100g bột. Thể tích lắng đọng đo được là 1,08mL/g và kích thước hạt D50 là 1,58μm.
Công thức 11: Biến tính hợp chất của tác nhân liên kết axit stearic-titanate (phương pháp khô)
Trình sửa đổi: axit stearic, chất kết dính titanat.
Phương pháp sửa đổi: Cân một lượng canxi cacbonat nặng khô cụ thể và cho vào bể khuấy. Tiếp theo, đặt bể vào bồn nước ở nhiệt độ thích hợp. Sau đó, thêm một lượng axit stearic đã đo. Sử dụng máy phân tán tốc độ cao để trộn đều canxi cacbonat. Sau đó, thêm chất kết dính bis (dioctyloxypyrophosphate) ethylene titanate. Cuối cùng, phân tán hỗn hợp tốc độ cao để có được canxi cacbonat nặng đã biến tính. Nó được kết hợp với nhựa epoxy để tạo ra vật liệu composite canxi cacbonat nặng/nhựa epoxy đã biến tính.
Kiểm tra và đặc tính bao gồm:
- Phân tích nhiệt trọng lượng
- Phổ hồng ngoại gần
- Khúc xạ tia X
- Kính hiển vi điện tử
- Hiệu suất sản phẩm nhựa Epoxy
Khi axit stearic tạo nên 1,5% khối lượng canxi cacbonat nặng, thời gian biến tính là 20 phút. Đối với titanat, ở 2,0% khối lượng, thời gian biến tính chỉ là 10 phút. Trong những điều kiện này, vật liệu composite có tính chất kéo tốt nhất ở mức 10,2 MPa. Nó cũng cho thấy giá trị hấp thụ dầu thấp nhất. Dạng tinh thể của canxi cacbonat nặng vẫn giữ nguyên sau khi được biến tính bằng axit stearic, titanat và nhựa epoxy. Chất biến tính composite cũng liên kết tốt với bề mặt của nó. Các hạt canxi cacbonat nặng được biến tính có độ phân tán tốt và liên kết mạnh với nhựa epoxy.
Công thức 12: Axit oleic và chất kết hợp biến tính tổng hợp
Các công cụ sửa đổi:
- Chất kết dính aluminat (DL-411)
- Chất kết dính polysiloxane biến tính alkyl (FD-1106)
- Axit stearic (SA)
- Axit oleic (OA)
Phương pháp sửa đổi:
(1) Biến tính ướt: Cân 10g canxi cacbonat nặng và cho vào cốc thủy tinh 250mL. Sau đó, thêm 50g nước và 50g etanol. Khuấy đều để tạo thành hỗn dịch và đun nóng đến 80°C. Tiếp theo, hòa tan chất biến tính trong một ít etanol. Sử dụng máy làm sạch siêu âm để phân tán trong 10 phút. Khi nhiệt độ đạt đến mức đã đặt, thêm dung dịch đã biến tính vào cốc thủy tinh có chứa canxi cacbonat nặng. Khuấy một lúc. Rửa hỗn hợp bằng nước và etanol sau phản ứng. Sau đó, sấy khô bằng chân không ở 60°C trong 12 giờ. Điều này sẽ cho bạn canxi cacbonat đã biến tính.
(2) Biến tính khô: Đầu tiên, cho bột canxi cacbonat vào máy trộn tốc độ cao. Sau đó, đun nóng bột đến 80°C. Cuối cùng, phun chất biến tính để có được canxi cacbonat biến tính.
(3) Biến tính hỗn hợp: Cân 500g bột canxi cacbonat nặng và khuấy trong máy trộn tốc độ cao, và đun nóng đến 120℃. Trong máy trộn tốc độ cao, phun một ít chất điều chỉnh bề mặt dạng sương mù FD-1106 và OA. Sau đó, trộn và khuấy trong một thời gian nhất định. Điều này tạo ra bột canxi cacbonat nặng được biến tính bởi chất điều chỉnh hỗn hợp.
Kiểm tra và đặc tính: xác định tốc độ hoạt hóa, thử nghiệm giá trị hấp thụ dầu và phân tích kích thước hạt.
Hiệu ứng sửa đổi:
(1) Khi lượng bổ sung của bốn chất biến tính bề mặt DL-411, SA, FD-1106 và OA lần lượt là 1,5%, 1,0%, 1,5% và 1,0% khối lượng canxi cacbonat nặng thì hiệu quả biến tính là tốt nhất. Các hạt canxi cacbonat biến tính lan tỏa tốt hơn và hoạt hóa nhanh hơn. Ngoài ra, giá trị hấp thụ dầu cũng giảm xuống.
(2) Hiệu ứng biến đổi ướt tương đối rõ ràng hơn, nhưng quá trình biến đổi khô đơn giản hơn, dễ vận hành hơn và có thể tiết kiệm chi phí ở mức độ lớn hơn. Do đó, biến đổi khô phù hợp hơn với sản xuất công nghiệp.
(3) Kết quả thử nghiệm hồng ngoại của bốn loại canxi cacbonat nặng đã biến đổi chứng minh rằng canxi cacbonat nặng đã được biến đổi thành công bởi chất biến đổi. Phân tích kích thước hạt cho thấy kích thước trung bình của canxi cacbonat nặng đã giảm đáng kể sau khi sử dụng bốn chất biến đổi. Trong số đó, OA tạo ra kích thước hạt trung bình lớn nhất là 23,6%, trong khi tỷ lệ hoạt hóa đạt 98,8%.
(4) Chất ghép nối polysiloxan biến tính alkyl (FD-1106) và OA được chọn để tiến hành biến tính tự lắp ráp composite của canxi cacbonat. Khi tỷ lệ chất biến tính composite (FD-1106: OA) là 1:1, biến tính canxi cacbonat tốt nhất xảy ra. Chúng tôi đạt được điều này bằng cách thêm 1% của chất biến tính composite. Phản ứng mất 10 phút ở 110 °C. Canxi cacbonat biến tính có kích thước hạt trung bình là 8,45 μm. Thêm vào đó, tốc độ hoạt hóa đạt 99,6%. Việc lấp đầy canxi cacbonat 30% trong PBAT/PLA mang lại các tính chất cơ học tốt nhất cho màng composite. Độ bền kéo là 19,37 MPa theo hướng ngang và 29,67 MPa theo hướng dọc. Tại thời điểm này, màng composite là vật liệu kỵ nước với góc kỵ nước là 95°.
Công thức 13: Biến tính tổng hợp gốc nước
Chất điều chỉnh: polyethylene glycol-300 (PEG-300), natri dodecyl sulfat (SDS) và natri stearat.
Phương pháp sửa đổi:
- Cân 500g canxi cacbonat nặng.
- Cân 10g chất điều chỉnh tổng hợp.
- Đong 7 mL nước tinh khiết.
- Đun nóng chúng trong bồn nước ở nhiệt độ 80℃.
Quá trình này tạo ra dung dịch hỗn hợp nước để sử dụng sau.
Cho bột canxi cacbonat nặng vào máy trộn tốc độ cao. Đun nóng đến 100-110℃. Tiếp theo, từ từ thêm dung dịch nước có chất điều chỉnh. Trộn ở tốc độ cao trong 5 phút. Sau đó, dừng khuấy và mở nắp máy trộn. Để nước bốc hơi trong 10 phút. Cuối cùng, trộn ở tốc độ cao trong 20 phút nữa. Nhiệt độ vật liệu duy trì trong khoảng từ 100 đến 110℃ trong suốt quá trình. Điều này đảm bảo chúng ta có được bột canxi cacbonat nặng được hoạt hóa.
Kiểm tra và đặc tính: giá trị hấp thụ dầu, thể tích lắng, hình thái bề mặt và hiệu suất của vật liệu composite PP/canxi cacbonat nặng.
Hiệu ứng sửa đổi:
Khi tỷ lệ khối lượng của PEG-300, SDS và natri stearat là 6:2:2, thì sự biến đổi bề mặt có hiệu quả nhất. Giá trị hấp thụ dầu của bột canxi cacbonat nặng giảm từ 32,7 mL/100g xuống 15,5 mL/100g. Ngoài ra, thể tích lắng giảm từ 4,1 mL/g xuống 1,0 mL/g. Canxi cacbonat nặng composite gốc nước có các hạt nhỏ. Nó cung cấp khả năng phân tán cao hơn và hiệu suất kết tinh tốt hơn. Chất biến đổi composite gốc nước hoạt động tốt hơn axit stearic. Khi chúng ta thêm nhiều bột canxi cacbonat nặng hơn, các tính chất cơ học của composite PP/canxi cacbonat nặng cũng thay đổi. Đầu tiên chúng được cải thiện, sau đó giảm xuống. Hiệu suất tốt nhất xảy ra khi phần khối lượng là 30%. Độ bền uốn đạt 45,75MPa và độ bền kéo đạt 32,58MPa.
Công thức 14: Biến tính khô nhũ tương polyme
Trình sửa đổi: nhũ tương polyme.
Phương pháp sửa đổi: cho canxi cacbonat vào lò và sấy khô ở 110℃ trong 24 giờ. Cân một lượng bột canxi cacbonat nặng khô cụ thể sau khi loại bỏ độ ẩm. Sau đó, cho vào bình ba cổ. Cho vào bồn nước ở 80℃ và khuấy bằng điện ở tốc độ 500 vòng/phút. Thêm nhũ tương polyme vào bình ba cổ và khuấy bằng điện trong 50 phút. Làm nguội và xả vật liệu để thu được canxi cacbonat nặng đã biến tính.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm: tốc độ hoạt hóa, FT-IR, XRD, SEM, thế Zeta.
Hiệu ứng sửa đổi: Ở 80℃, sau 50 phút và ở tốc độ 500 vòng/phút, canxi cacbonat biến tính đạt được tốc độ hoạt hóa 90,8%. Phương pháp này sử dụng nhũ tương polyme 3% dựa trên trọng lượng của canxi cacbonat nặng Xianfeng. Phương pháp này cho thấy hiệu ứng biến tính tốt. Canxi cacbonat được đặc trưng bằng FT-IR, XRD, SEM và thế Zeta. Kết quả cho thấy chúng tôi đã ghép thành công nhũ tương polyme lên bề mặt canxi cacbonat. Đỉnh nhiễu xạ của canxi cacbonat biến tính dịch chuyển lên góc cao hơn. Tuy nhiên, nhũ tương polyme không làm thay đổi dạng tinh thể canxi cacbonat. Thế Zeta của canxi cacbonat biến tính tăng từ 14,1 mV lên 29,8 mV. Kích thước hạt nhỏ hơn, giúp cải thiện khả năng phân tán.
Công thức 15: Biến đổi Diester của Axit Tartaric Dipalmitoyl
Chất điều chỉnh: Dipalmitoyl tartaric acid diester.
Phương pháp sửa đổi:
(1) Tổng hợp diester axit dipalmitoyl tartaric: Bắt đầu với 10,3g axit palmitic trong bình cầu đáy tròn. Sau đó, từ từ thêm 10mL thionyl clorua trong khi khuấy. Đun nóng hỗn hợp đến 80℃ trong 3 giờ hoặc cho đến khi dung dịch trong suốt. Loại bỏ thionyl clorua thừa bằng cách bay hơi quay chân không. Sau đó, thêm 5mL metyl tert-butyl ete. Tiếp tục bay hơi quay cho đến khi bạn thu được axit palmitic clorua màu nâu vàng. Hòa tan axit palmitic clorua trong dichloromethane.
Sau đó, chuyển hỗn hợp này vào bình ba cổ. Tiếp theo, thêm 16,8 mL triethylamine trong khi giữ nó trong bồn nước đá. Cân 3,0g axit tartaric, đun nóng và hòa tan nó trong acetone, và nhỏ giọt nó vào bình ba cổ. Sau khi hoàn thành, đun nóng đến nhiệt độ phòng và phản ứng qua đêm. Lọc và làm bay hơi chân không dịch lọc để thu được chất rắn giống như bột nhão. Sau đó, kết tinh lại hai lần với acetone. Cuối cùng, làm khô nó để thu được chất rắn màu trắng, đó là dipalmitoyl axit tartaric diester, sản phẩm mục tiêu.
(2) Biến tính canxi cacbonat nặng: Cân một ít bột canxi cacbonat. Thêm nước và khuấy để tạo thành hỗn hợp sệt. Sau đó, cho vào bồn nước có nhiệt độ không đổi. Đun nóng trong khi khuấy ở tốc độ 450 vòng/phút. Đun nóng đến nhiệt độ thích hợp. Sau đó, thêm phần khối lượng thích hợp của chất biến tính. Khuấy và phản ứng ở nhiệt độ ổn định trong thời gian quy định. Lọc, sấy khô và nghiền thành kích thước hạt <250μm để thu được sản phẩm biến tính canxi cacbonat.
Kiểm tra và đặc tính: giá trị hấp thụ dầu, thể tích lắng, mức độ hoạt hóa.
Hiệu ứng sửa đổi:
Để biến đổi canxi cacbonat nặng (10μm) bằng diester axit tartaric dipalmitoyl, hãy sử dụng các điều kiện tối ưu sau: liều lượng chất biến đổi TP3T 2,01, thời gian biến đổi 55 phút và nhiệt độ 60℃.
Trong những điều kiện này, canxi cacbonat biến tính đã cho thấy những thay đổi đáng chú ý:
- Giá trị hấp thụ dầu giảm từ 0,2780 mL/g xuống 0,2039 mL/g.
- Thể tích lắng giảm từ 1,3 mL/g xuống 0,3 mL/g.
- Mức độ kích hoạt tăng từ 0% lên 98.58%.
Những kết quả này cho thấy hiệu ứng sửa đổi đáng kể.
Canxi cacbonat với dieste axit tartaric dipalmitoyl hấp thụ ít dầu hơn và có thể tích lắng nhỏ hơn. Điều này khác với canxi cacbonat sử dụng axit stearic. Tuy nhiên, mức độ hoạt hóa của nó tốt hơn. Điều này cho thấy hiệu ứng biến tính của dieste axit tartaric dipalmitoyl với chuỗi kỵ nước kép và axit dicarboxylic tốt hơn so với axit stearic chuỗi đơn truyền thống.
Công thức 16: Biến tính khô của thủy phân axit eleostearic anhydride
Chất điều chỉnh: Axit eleostearic đóng vai trò là nguyên liệu thô. Nó phản ứng với maleic anhydride thông qua phản ứng Diels-Alder để tạo ra eleostearic anhydride. Sau đó, hợp chất này được thủy phân để tạo ra tricarboxyl eleostearic anhydride hydrolyzate, một chất điều chỉnh có nhiều điểm tác động.
Phương pháp sửa đổi:
(1) Tổng hợp thủy phân eleostearic anhydride:
- Cho 20,0g axit eleostearic vào bình ba cổ.
- Đun nóng đến 65℃ trong khi khuấy liên tục.
- Sau đó, thêm 3,6g maleic anhydride.
- Sau khi maleic anhydride hòa tan, tăng nhiệt độ lên khoảng 140℃.
- Để phản ứng trong 90 phút sẽ thu được anhydride eleostearic nhớt màu nâu vàng.
- Tiếp theo, hòa tan eleostearic anhydride trong một ít acetone để tạo thành dung dịch.
- Thêm một lượng nước thích hợp để thủy phân anhydride.
- Để ở nhiệt độ phòng trong 30 phút để thu được dịch thủy phân eleostearic anhydride.
(2) Biến tính khô canxi cacbonat nặng:
- Bắt đầu với 100g bột canxi cacbonat nặng.
- Đặt nó vào máy phân tán tốc độ cao.
- Đun nóng đến 50℃.
- Sau đó, thêm một lượng dung dịch acetone nhất định có chứa thủy phân axit eleostearic.
- Trộn và khuấy trong 15 phút.
- Sau đó, sấy khô cho đến khi đạt khối lượng không đổi.
- Cuối cùng
Kiểm tra và xác định đặc tính: mức độ hoạt hóa, giá trị hấp thụ dầu, góc tiếp xúc, độ nhớt và chuẩn bị vật liệu composite canxi cacbonat/PVC để kiểm tra hiệu suất.
Hiệu ứng sửa đổi:
Biến tính canxi cacbonat tốt nhất sử dụng thủy phân anhydride axit eleostearic 1,5%. Điều này dẫn đến mức độ hoạt hóa là 83,40%. Nó cũng làm giảm giá trị hấp thụ dầu xuống 28,29 mL/100g và giảm độ nhớt xuống 46,36%. Góc tiếp xúc nước đo được là 99°. Việc đổ canxi cacbonat biến tính vào PVC làm tăng cường độ va đập khía của vật liệu composite. Nó tăng từ 8,455 kJ/m² lên 10,216 kJ/m². Độ giãn dài khi đứt cũng tăng lên, từ 16,12% lên 24,52%. Canxi cacbonat biến tính có tác dụng làm dai cho vật liệu PVC.
Công thức 17: Sửa đổi Span60
Chất điều chỉnh: Sorbitan monostearate (Span60).
Phương pháp sửa đổi:
Cân một lượng bột canxi cacbonat nặng khô cụ thể. Sau đó, đo lượng tương tự cho hạt nghiền bi. Tiếp theo, cho cả hai vào máy nghiền bi sạch, khô, theo tỷ lệ bi/vật liệu. Cân lượng chất điều chỉnh mong muốn. Hòa tan trong etanol khan. Sau đó, đổ hỗn hợp vào máy nghiền bi. Khởi động máy nghiền bi để bắt đầu điều chỉnh. Sau khi nghiền bi, loại bỏ bùn. Sau đó, đặt vào lò sấy ở nhiệt độ 80°C. Sau khi khô, làm nguội đến nhiệt độ phòng. Cuối cùng, nghiền để có được mẫu bột canxi nặng đã điều chỉnh.
Kiểm tra và đặc tính: hoạt hóa, thể tích lắng, giá trị hấp thụ dầu, kích thước hạt.
Hiệu ứng sửa đổi:
Sau khi biến tính, hoạt hóa bề mặt của bột canxi nặng tăng lên. Thể tích lắng đọng, giá trị hấp thụ dầu và kích thước hạt giảm. Chất biến tính Span60 đã được hấp phụ thành công vào bề mặt bột canxi nặng. Điều này cải thiện các đặc tính bề mặt của bột. Lượng chất biến tính có tác động lớn nhất đến hiệu ứng biến tính. Tiếp theo là tỷ lệ bi trên vật liệu. Sau đó, thời gian nghiền bi và tốc độ nghiền bi cũng đóng vai trò quan trọng.
Điều kiện tốt nhất để sửa đổi là:
- Tốc độ nghiền bi: 300 vòng/phút
- Thời gian nghiền bi: 1,5 giờ
- Tỷ lệ bóng/vật liệu: 8:1
- Liều lượng điều chỉnh: 2.0%
Trong những điều kiện này, mức độ hoạt hóa của bột canxi nặng biến tính đạt tới 99,2%.
Công thức 18: Biến tính trùng hợp polyvinyl axetat
Chất điều chỉnh: polyvinyl acetate.
Phương pháp sửa đổi:
(1) Biến tính trực tiếp polyvinyl axetat. Đun nóng hỗn hợp canxi cacbonat nặng đã nghiền đến 90°C. Sau đó, thêm polyvinyl axetat đã trùng hợp trong khi khuấy nhanh. Khuấy ở 90°C trong 1 giờ để hoàn tất quá trình biến tính.
(2) Biến tính trùng hợp tại chỗ của polyvinyl axetat. Trộn polyvinyl alcohol và natri dodecylbenzen sulfonat vào hỗn hợp canxi cacbonat nặng đã nghiền. Đun nóng hỗn hợp đến 90°C. Sau đó, bật chất nhũ hóa để hòa tan hoàn toàn polyvinyl alcohol. Cuối cùng, để nguội. Làm nguội hỗn hợp đến 68–70°C. Sau đó, thêm OP-10 và 30% của tổng vinyl axetat. Khuấy trong 20 phút. Tiếp theo, thêm 0,5% kali persulfat dựa trên tổng vinyl axetat. Để phản ứng trong 30 phút. Từ từ thêm phần vinyl axetat còn lại và thêm 0,5% kali persulfat. Duy trì nhiệt độ 68–70°C trong khi thêm vinyl axetat. Sau khi thêm toàn bộ vinyl axetat, tăng nhiệt độ lên 90–95°C. Sau đó, sử dụng dung dịch natri bicarbonate 10% để điều chỉnh độ pH xuống 6–7 cho đến khi phản ứng kết thúc và quá trình biến đổi hoàn tất.
(3) Biến tính axit stearic. Bùn canxi cacbonat nặng nghiền được đun nóng đến 90℃, và axit stearic đã đun nóng và tan chảy được thêm vào trong quá trình khuấy tốc độ cao. Nhiệt độ được duy trì và khuấy trong 1 giờ để hoàn tất quá trình biến tính. Khử nước, sấy khô và nghiền canxi cacbonat nặng: Sử dụng máy ly tâm để khử nước bùn canxi cacbonat nặng đã biến tính. Quá trình này tạo ra bánh lọc canxi cacbonat nặng đã biến tính. Bánh lọc được đặt trong lò và sấy ở 110℃ cho đến khi độ ẩm của bánh lọc nhỏ hơn 0,3%, được coi là hoàn thành. Bánh lọc khô được đặt trong máy nghiền phản lực để nghiền và sàng. Bột thu được sau khi nghiền và sàng là bột canxi cacbonat nặng dùng để tạo hạt PVC.
Kiểm tra và xác định đặc tính: thử nghiệm nhiệt trọng lượng, thử nghiệm phổ hồng ngoại, thử nghiệm hiệu suất PVC.
Hiệu ứng sửa đổi:
Bùn canxi cacbonat cần phản ứng trùng hợp. Điều này giúp polyvinyl axetat bám vào bề mặt canxi cacbonat.
Canxi cacbonat biến tính với polyvinyl axetat giúp các sản phẩm PVC giữ nguyên màu canxi cacbonat nặng ban đầu. Điều này tốt hơn canxi cacbonat biến tính với axit stearic. Polyvinyl axetat làm giảm ma sát giữa canxi cacbonat và nhựa PVC. Nó cũng làm giảm độ nhớt nóng chảy và ngăn nhựa PVC bị phân hủy trong quá trình hóa dẻo.
Canxi cacbonat biến tính bằng polyvinyl axetat có tính chất cơ học tốt hơn trong vật liệu PVC. Điều này đúng khi so sánh với biến tính bằng axit stearic. Điều này chủ yếu là do polyvinyl axetat giúp canxi cacbonat trộn đều với nhựa PVC và bổ sung chất đàn hồi.
Canxi cacbonat biến tính bằng polyvinyl axetat (trùng hợp tại chỗ) trông đẹp hơn trong các bộ phận đúc phun PVC màu so với canxi cacbonat biến tính bằng axit stearic. Điều này là do polyvinyl axetat giúp giải quyết vấn đề tương thích giữa canxi cacbonat nặng và nhựa PVC.
Công thức 19: Biến tính lớp phủ tinh bột
Chất điều chỉnh: Tinh bột là chất điều chỉnh chính, natri stearat và natri hexametaphosphat là chất phụ trợ.
Phương pháp sửa đổi:
Tinh bột polyme tự nhiên được sử dụng làm chất biến tính. Đầu tiên, trộn đều tinh bột và canxi cacbonat nặng. Sau đó, chuẩn bị chúng thành hỗn dịch với tỷ lệ và nồng độ phù hợp. Sau đó, khuấy và đun nóng hỗn hợp đến 95°C. Sau một thời gian, thêm một lượng dung dịch natri stearat nhất định. Tinh bột trong hỗn hợp trải qua phản ứng tổng hợp trong một thời gian nhất định. Quá trình này giúp đạt được mức độ kỵ nước mong muốn. Sau một thời gian phản ứng, nhiệt độ được hạ xuống để cải thiện tốc độ sử dụng tinh bột. Tiếp theo, thêm một ít dung dịch natri hexametaphosphat. Điều này sẽ liên kết chéo và kết tủa tinh bột trong nước. Nó giúp chúng ta sử dụng tinh bột hiệu quả hơn. Nó cũng làm tăng khả năng chống cắt của phức hợp trên bề mặt canxi cacbonat nặng.
Kiểm tra và xác định đặc tính bao gồm:
- độ trắng
- Độ mờ đục
- Tiềm năng Zeta
- Kích thước hạt và phân bố
- Tính chất quang học
- Tính chất bền của giấy đã nhồi.
Hiệu ứng sửa đổi:
Các điều kiện tốt nhất để biến tính canxi cacbonat nặng là:
- 1.5% natri hexametaphosphat
- Nồng độ pha trộn 20%
- 60℃ cho phản ứng kết tủa
- Tốc độ khuấy 200 vòng/phút.
Biến đổi làm giảm độ trắng và độ đục của canxi cacbonat nặng. Điện thế Zeta chuyển từ dương sang âm. Canxi cacbonat nặng biến đổi có các hạt lớn hơn khoảng sáu lần so với canxi cacbonat nặng chưa biến đổi. Độ đặc của nó chỉ bằng khoảng 1/11 so với loại chưa biến đổi. Ngoài ra, phạm vi phân bố kích thước hạt hẹp hơn.
Với cùng hàm lượng tro, giấy độn canxi cacbonat nặng đã biến tính có hiệu suất mạnh hơn nhiều. Độ liên kết sợi theo hướng Z của nó cao hơn nhiều so với giấy độn canxi cacbonat nặng chưa biến tính. Giấy độn canxi cacbonat nặng đã biến tính ít trắng hơn và ít đục hơn so với phiên bản chưa biến tính. Tuy nhiên, sự khác biệt là không đáng kể. Khi lượng chất độn tăng lên, canxi cacbonat nặng chưa biến tính giữ được nhiều hơn ban đầu. Sau đó, canxi cacbonat nặng đã biến tính dẫn đầu. Nhìn chung, tỷ lệ giữ lại của chúng là tương tự nhau. Khi polyacrylamide cation (CPAM) tăng lên, canxi cacbonat nặng đã biến tính giữ được nhiều hơn loại chưa biến tính lúc đầu. Sau đó, tỷ lệ giữ lại của canxi cacbonat nặng chưa biến tính lại cao hơn. Tuy nhiên, tỷ lệ giữ lại tổng thể của cả hai loại đều khá giống nhau. Biến tính tinh bột của canxi cacbonat nặng có thể cải thiện hiệu ứng định cỡ của alkyl ketene dimer (AKD) trong giấy đã biến tính.
Công thức 20: Chất kết dính titanat và quá trình nghiền tích hợp luồng khí
Chất điều chỉnh: chất liên kết titanat; nó tạo nên 50% dung dịch điều chỉnh. Dung môi được sử dụng là etanol khan.
Phương pháp sửa đổi:
Phương pháp xử lý tích hợp nghiền luồng khí và sửa đổi bề mặt được áp dụng. Đầu tiên, thêm 1,5 kg hạt canxi nặng vào buồng nghiền luồng khí. Tiếp theo, sử dụng vòi phun phun sương và bơm nhu động để phun dung dịch sửa đổi vào buồng sửa đổi. Vòi phun nghiền siêu âm được bật. Không khí áp suất cao nghiền các hạt canxi nặng trong buồng. Quá trình này giúp sửa đổi bề mặt và đạt được quá trình nghiền luồng khí. Cân bột canxi nặng siêu mịn sau mỗi 5 phút. Sau đó, thêm cùng một lượng bột canxi nặng vào buồng nghiền. Điều này giúp giữ cho khối lượng bột canxi nặng không đổi trong buồng. Thí nghiệm nghiền và sửa đổi tích hợp kết thúc sau 30 phút.
Kiểm tra và mô tả đặc điểm:
Tốc độ xả nghiền được sử dụng để đánh giá hiệu ứng nghiền luồng không khí của các hạt canxi nặng. Tốc độ xả nghiền nhanh hơn sử dụng ít năng lượng nghiền hơn đối với các hạt canxi nặng, ngay cả ở cùng tốc độ bánh xe. Điều này cũng dẫn đến hiệu ứng nghiền tốt hơn. Chúng tôi kiểm tra sự phân bố kích thước hạt của bột. Điều này giúp chúng tôi kiểm tra xem quá trình biến đổi có làm thay đổi kích thước của bột canxi nặng hay không. Khi kích thước hạt của bột canxi nặng không thay đổi nhiều, tốc độ xả càng nhanh thì hiệu ứng nghiền càng tốt. Canxi nặng siêu mịn và parafin lỏng cho thấy cách biến đổi bề mặt ảnh hưởng đến độ nhớt. Độ nhớt thấp hơn có nghĩa là bột canxi nặng siêu mịn trộn tốt hơn với ma trận hữu cơ. Nó cũng giúp phân tán đều dễ dàng hơn. Điều này dẫn đến hiệu ứng biến đổi bề mặt tốt hơn.
Hiệu ứng sửa đổi:
Thay đổi bề mặt trong quá trình nghiền luồng khí có thể tăng tốc độ xả bột canxi nặng siêu mịn. Khi nhiệt độ luồng khí đạt 60°C, dung dịch chất điều chỉnh có phần khối lượng tác nhân ghép nối 50% và chảy ở tốc độ 1,5 mL/phút. Kết quả là, tốc độ xả các hạt canxi nặng tăng từ 21,0 g/phút lên 56,7 g/phút. Đây là mức tăng 170%. Quá trình nghiền luồng khí làm thay đổi bề mặt của bột canxi nặng. Điều này làm cho nó trộn đều với ma trận hữu cơ. Quá trình này không làm thay đổi đáng kể kích thước hạt của bột canxi nặng siêu mịn. Kích thước chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ quay của bánh xe phân loại.