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碳酸鈣粉體表面改性技術(shù)現(xiàn)狀與展望


來源:中國粉體網(wǎng)   昧光

[導讀]  何為粉體表面改性技術(shù),?

中國粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣是一種重要的,、用途廣泛的化工原料,,作為補強劑和填充劑被廣泛應用于橡膠,、造紙,、油墨,、涂料、塑料、食品,、化妝品等行業(yè)中。

 

1,、粉體改性與碳酸鈣改性

 

何為粉體表面改性技術(shù),?一般而言,用物理,、化學,、機械等方法對粉體材料表面或界面進行處理,有目的地改變粉體材料表面物理化學性質(zhì)的科學手段都被視為改性技術(shù),。在碳酸鈣領域,,粉體表面改性技術(shù),能改變碳酸鈣粉分散性差,,與有機體相溶性差的劣勢,,能以較低的成本提高鈣粉的用量,拓寬鈣粉的應用范圍,。

 

以提高碳酸鈣粉體分散性而言,。目前,超細化是碳酸鈣發(fā)展和應用的趨勢,,但粒徑越小,,表面能越高,粒子吸附作用越強,,團聚現(xiàn)象也就越嚴重,,最終導致碳酸鈣無法應用。如果對超細碳酸鈣進行表面改性,,則可使改性劑定向吸附在碳酸鈣表面,,使其表面具有電荷特性,由于同種電荷的排斥性,,碳酸鈣就不易團聚,,從而在基體中實現(xiàn)良好的分散。

 

以改善碳酸鈣與其他物質(zhì)的相容性而言,。未經(jīng)表面改性處理的碳酸鈣具有親水性,,極性較強,與有機聚合物相容和分散性較差,,易造成復合材料出現(xiàn)界面缺陷,,降低材料的機械強度。表面改性能讓碳酸鈣完成“親油疏水”的轉(zhuǎn)變,,可增大碳酸鈣與有機體的界面的相容性及親和性,,從而提高其與橡膠或塑料等復合材料的物理性能,。

 

2、碳酸鈣及表面改性活性碳酸鈣

 

碳酸鈣:PCC(輕質(zhì)碳酸鈣)和GCC(重質(zhì)碳酸鈣)是目前高聚物基復合材料中用量最大的無機填料,。

 

輕質(zhì)或沉淀碳酸鈣:以石灰石為原料,,通過燒、消化,、碳化生產(chǎn)的碳酸鈣產(chǎn)品;粒度細(初級粒子平均達到0.07mm),,白度高,晶形好,。

 

重質(zhì)或細磨碳酸鈣:以方解石,、白堊、大理石,、優(yōu)質(zhì)石灰石等為原料,,通過細磨和超細粉碎加工直接得到的碳酸鈣粉體產(chǎn)品。其粒度大小與粉碎工藝設備有關,,最細可達0.1μm,。

 

改性或活性碳酸鈣:經(jīng)過表面有機改性的碳酸鈣粉體,包括活性重質(zhì)碳酸鈣(GCC),、活性輕質(zhì)碳酸鈣(PCC),、納米碳酸鈣等。

 

另外,,還有一些表面無機包覆改性,,如二氧化鈦/重質(zhì)碳酸鈣、氧化硅/碳酸鈣,、氫氧化鎂/碳酸鈣的研究報道,,但由于工藝復雜、過程環(huán)境負荷較重等原因少有產(chǎn)業(yè)化,。

 

3,、碳酸鈣的表面改性工藝與改性劑

 

碳酸鈣粉體要添加到高分子化合物中,需要對其進行表面改性,,以改善碳酸鈣與高分子材料之間的相容性,。碳酸鈣粉體的表面改性工藝包括干法改性方法和濕法改性方法。常用的表面改性劑有,,硬脂酸,、硬脂酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑,、鈦酸酯偶聯(lián)劑,、鋁酸酯偶聯(lián)劑等,。

 

粉體表面改性的方法和原理是粉體表面改性技術(shù)的基礎,,從改性技術(shù)發(fā)展的角度來看,,提高表面改性效果,降低表面改性成本,,發(fā)展綠色改性劑和優(yōu)化改性設備等都是重要發(fā)展方向,。2024年4月10日~11日,第三屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會將在江西·吉安舉行,,屆時中國礦業(yè)大學(北京)鄭水林教授將在大會上作《碳酸鈣粉體表面改性技術(shù)現(xiàn)狀與展望》主題報告,,總結(jié)各種碳酸鈣的表面改性方法及技術(shù)選擇、改性劑配方及其優(yōu)化路徑,、表面改性工藝與設備及應用,、表面改性效果的評價等內(nèi)容。

 

專家簡介

 

 

 

鄭水林,,工學博士,,中國礦業(yè)大學(北京)教授/博士生導師;中國硅酸鹽學會常務理事,、礦物材料分會理事長,。技術(shù)專長為非金屬礦選礦與深加工、粉體表面改性,、非金屬礦物材料等,。

 

曾任中國顆粒學會副理事長和中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會副會長、專家委員會副主任,。累計培養(yǎng)研究生130多人(其中博士生30多人),;出版專著25本,發(fā)表論文500多篇(H指數(shù)37,,被引數(shù)5779),;授權(quán)發(fā)明專利50多項(其中近40項已轉(zhuǎn)化應用);獲省/部級及中國建材聯(lián)合會,、中國煤炭學會,、中國石油化工聯(lián)合會、中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會科技一等獎2項,、二等獎4項,、三等獎1項,優(yōu)秀圖書一等獎2項以及中綠盟綠色礦山【2019】突出貢獻獎,,科學中國人【2017】年度人物等榮譽,。

 

參考來源:

鄭水林等 編著《粉體表面改性(第四版)》,中國建材工業(yè)出版社

粉體網(wǎng)等


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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