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想生产功能性纳米碳酸钙这大类表面改性7剂你必需要了解纳米碳酸钙的表面改性是通过物理或化学方法将表面修饰剂吸附或通过化学反应结合在粒子的表面,形成对粒子的表面包裹,使其表面具有与改性前不同的性质,从而改善纳米碳酸钙的表面性能为了提高纳米碳酸钙在有机物基质中的分散性能,削减粒子团聚、改进材料整体的物理、化学性能,近年来浩繁讨论者对纳米碳酸钙的表面改性剂进行了大量的试验工作目前,可以对纳米碳酸钙进行表面改性的改性剂种类已经很多,重要分类以下几类
1、偶联剂表面改性剂偶联剂是一种同时具有极性和非极性基团结构的物质,通常其分子中有一是极性基团、具有亲水性,可以与无机粉体如纳米碳酸钙表面的基团和化学键进行反应,形成新的稳固的化学键链接而同时其分子中海含有一非极性基团,这基团可以在体系中加入聚合物基质时,与高分子的聚合物分子链发生有机反应或链缠绕,这样通过不同的基团,一个偶联剂分子将无机粉体和聚合物基质结合在一起,进而可以改善无机粉体的分散情况,以及整个材料体系的物理性能目前,国内外用于对纳米碳酸钙进行表面改性的偶联剂有很多种,重要包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂等采纳偶联剂进行表面改性可以有效的改善纳米碳酸钙的表面性能,进而影响整体材料体系的综合性能,但存在如下缺点限制了其应用的进一步扩大一是偶联剂一般成本较高,而纳米碳酸钙在用工业上的用途一般都对价格非常敏感;二是偶联剂针对不同的聚合物基质体系,有很大的性能差异,需要在使用中选用带有合适基团的偶联剂,这是使得每一种偶联剂的应用范围都有肯定的局限性;三是偶联剂深入的与材料基质发生化学反应或链缠绕,有机可能会造成材料外观物理性能,如透亮度、颜色等的变化
2、磷酸酯类表面活性剂磷酸酯类表面活性剂是纳米碳酸钙表面改性中紧要的讨论内容之一,其原理是磷酸酯与纳米碳酸钙中的Ca2+离子发生反应,从而在纳米碳酸钙粒子表面形成一层磷酸酯包覆层,磷酸酯较为简单在聚合物基质中分散,从而改进材料整体性能以磷酸酯类化合物对碳酸钙进行表面改性得到的纳米碳酸钙粉体用于聚合物材料填充时,不仅使复合材料的物理性能得到有效提高,同时也可以加强材料的耐蚀性和阻燃性
3、脂肪酸类表面活性剂高级脂肪酸是一种阴离子表面活性剂,可用于碳酸钙的表面改性的脂肪酸一般含有氨基、羟基或者芳烷基这种高级脂肪酸分子的结构与高分子聚合物的结构相像,分子中含有长链烷基,当长链烷基冲外时,能使改性的纳米碳酸钙与高分子聚合物有更好的相容性高级脂肪酸的另外一端为羟基、粉基等亲水基团,可以与碳酸钙表面的钙离子发生键和,从而使碳酸钙的表面性质从亲水变成亲油脂肪酸类表面活性剂改性碳酸钙机理在纳米碳酸钙表面活性最大的,脂肪酸或者脂肪酸盐以离子键的形式吸附并和碳酸钙反应生成脂肪酸钙沉淀物随着反应进行,在碳酸钙表面的沉淀物不断增多,并渐渐形成一层膜朝向外端的长链烷基不但更改了碳酸钙的表面性质,并且起到空间位阻作用是碳酸钙粒子间的间距增大,削减了粒子间的相互作用,从各削减粒子团聚现象,提高了粒子的分散性
4、季铁盐类表面活性剂季铁盐类表面活性剂属于阳离子表面活性剂的一种,在进行对纳米碳酸钙的表面改性时,通常其分子的一端可以通过静电吸附在纳米碳酸钙的表面,而另一端可以与聚合物基质发生教练反应,从而达到对纳米碳酸钙表面改性的目的
5、聚合物聚合物改性纳米碳酸钙是通过将聚合物单体或已经聚合的共聚体溶解在溶剂中,然后向溶液体系中缓慢加入纳米碳酸钙粒子,充分混合后,采纳物理手段排出溶剂,即可得到吸附了聚合物分子的碳酸钙粒子通过掌控之前聚合或混合的条件,可以使这些聚合物分子定向吸附在粒子表面,这样就可以起到表面改性的目的经过这种表面改性的纳米碳酸钙粒子可以有效阻拦粒子团聚,加添在聚合物基质中的分散度,得到性能提升的复合材料
6、无机物无机电解质表面改性剂一般是通过提高碳酸钙表面电位,从而产生静电排斥作用,这样可以加添碳酸钙粒子表面在水中的浸润程度,而且还可以改善纳米碳酸钙的耐酸性日本白石工业公司采纳缩合磷酸对碳酸钙粉体进行表面改性,得到一种能溶于醋酸等弱酸中,表面pH值为
5.0—
8.0的纳米碳酸钙产品,这种产品比未处理的碳酸钙粒子pH值下降
1.0—
5.0,且耐酸性较好,已经得到了广泛的应用
7、(有机物)表面辐照改性辐照是通过Co—60等放射性源,进行高能放射线照射,从而在单位时间内为体系供给较大的能量,在这种能量的作用下,可以产生一些自由基集团,并且由能量可以直接引发一些聚合反应碳酸钙离子表面存在孤对电子,因此在辐照剂量达到肯定程度(28KGy以上时)可以与空气中的水分发生反应产生自由基,在这种情况下,假如选用一些有机物质,可以使碳酸钙粒子表面形成一层有机物膜,从而达到表面改性的目的高小铃等分别将丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯月青与纳米碳酸钙进行高能辐照,得到了聚合物改性的纳米碳酸钙。