一文了解碳酸鈣的改性研究
2024-03-19
碳酸鈣是一種多功能的填充材料，因其原料易得、價格親民、穩定性強、色澤純凈及無毒等特性，在塑料、橡膠、造紙、油墨、建材和電線電纜等多個領域被廣泛應用。然而，由于其無機粉體的本質，碳酸鈣粒子表面親水疏油，極性強烈，使其在有機介質中難以均勻分散，與基材的結合力也較弱，容易受到外力沖擊導致界面缺陷和材料性能下降。
納米級碳酸鈣粉末的問題在于其高表面能，增強了吸附作用，導致粒子團聚，難以在聚合物基體中均勻分散，從而影響其實際使用效果。因此，為了實現碳酸鈣的高性能和實際應用，必須對其進行改性處理。
通過對碳酸鈣粉體表面進行改性，我們可以增加其顆粒間的斥力，降低顆粒間的引力，從而改善其分散性。此外，改性還能提高碳酸鈣顆粒的表面活性，增強其與其他物質的相容性，賦予其新的物理、化學和力學性能，以及新的功能。這不僅可以提高材料的性能和填充量，降低原料成本，還能進一步拓寬碳酸鈣粉體的應用領域，使其成為一種具有功能性的新型改性填充專用料。
近年來，碳酸鈣粉體的改性已成為國內外材料研究領域的熱點，特別是其改性方法的研究。根據改性原理，碳酸鈣粉體的改性方法可分為物理改性和化學改性兩大類。
什么是物理改性？
物理改性指的是通過表面涂覆或吸附來進行，這一過程不涉及粉體與處理劑之間的化學反應，僅依靠范德華力和氫鍵作用。凝聚則是通過電荷的吸引來實現的。
什么是化學改性？
化學改性同時還包含機械力及表面化學改性。在碳酸鈣的粉碎過程中，機械力化學改性借助機械應力激活粒子表面，進而調整其表面晶體及物理化學結構。由于晶格位移和內能增加，填料表面在外力作用下與其他物質相互作用，實現表面改性。而表面化學改性則是利用有機官能團的表面活性，與粒子表面原子發生化學吸附或反應，使表面活性劑覆蓋粒子表面，從而促使碳酸鈣由無機親水轉變為有機親油，與樹脂等有機基體更為相容，優化制品的物理機械及加工性能。
改性碳酸鈣粉體作為科技含量及附加值均高的產業，已在多領域取得顯著成果。其大力發展不僅可將豐富的無機非金屬礦產資源轉化為經濟優勢，更能提升相關行業產品的質量和競爭力。在研發功能性碳酸鈣填充料時，我們應關注其經濟性，降低塑料原材料成本，同時深入挖掘其在制品中的功能性和環保性，從追求利潤轉向可持續發展的新境界。
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