納米碳酸鈣表面改性及其機(jī)理的研究.pdf

1、納米碳酸鈣屬無機(jī)粉體材料，表面親水疏油，呈強(qiáng)極性，不能與橡膠、塑料等高分子有機(jī)物發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，沒有補(bǔ)強(qiáng)性能。同時，納米碳酸鈣具有極大的比表面積和較高的比表面能，在制備和后處理過程中極易發(fā)生粒子凝并、團(tuán)聚，形成二次粒子，使粒子粒徑變大，在應(yīng)用過程中最終失去超細(xì)微粒所具備的功能。解決這兩個問題的關(guān)鍵在于對納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性，使其表面能減小，增加親油性，改進(jìn)其在基質(zhì)中的分散性和分散穩(wěn)定性，從而增加與高聚物的相容性，使其由一般的“增量劑”填

2、料上升為“性能增強(qiáng)劑”和“功能填料”。
　　 我國納米碳酸鈣的質(zhì)量水平與發(fā)達(dá)國家的差距主要表現(xiàn)在晶型的一致性較差，表面改性和分散性能較差。這是由于我國納米碳酸鈣表面改性技術(shù)在改性工藝、改性設(shè)備、活化劑配方等方面起步較晚，改性技術(shù)還不成熟，尤其是改性機(jī)理尚不清楚，這是制約我國碳酸鈣改性技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重要瓶頸，也是本文研究的方向。
　　 本文首先對納米碳酸鈣的活化改性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，在硬脂酸鈉、季戊四醇、松香酯、椰子油、松

3、香、季戊四醇+松香酯、甘油+松香酯、椰子油+油酸、鈦酸酯+硬脂酸鈉、椰子油+硬脂酸鈉等表面改性劑中，以硬脂酸鈉、椰子油、油酸+椰子油、椰子油+硬脂酸鈉等活化劑的活化效果較為理想。
　　 其次，本文探索性地構(gòu)建了碳酸鈣分子的結(jié)構(gòu)模型，明確了碳酸鈣微粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，即分子中碳酸根離子相對鈣離子而言較為龐大而產(chǎn)生“位阻效應(yīng)”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，碳酸鈣微粒的外表面絕大部分為帶負(fù)電荷的碳酸根離子所占據(jù)，因而對外顯負(fù)電性，故而在溶液中能吸引帶正電的鈣