纳米碳酸钙的应用技术

化工科技市场

CHEMICAL’ITECHNOLOGYMARKET

第30卷第10期2007年10月

纳米碳酸钙的应用技术

颜鑫1。王佩良2

(1.湖南化工职业技术学院化工系,湖南株洲412004;2.湖南金信化工有限责任公司)

摘要:结合纳米碳酸钙的生产和应用实践经验,介绍了纳米碳酸钙在塑料、橡胶、涂料、黏胶剂、造纸、油墨等领域的重要作用、应用关键技术。

关键词:纳米碳酸钙;塑料;橡胶;涂料;黏胶剂;造纸;油墨;应用关键技术中图分类号:TB383TQl32.32

文献标识码:A

文章编号:1009—4725(2007)10一0024一05

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纳米碳酸钙的生产技术固然重要,但其应用技术同样不可缺少。即使有了好的纳米碳酸钙产品,

如果应用技术跟不上,同样体现不出纳米材料所应有的作用,因此,纳米碳酸钙的应用技术就成为其生产技术的重要组成部分。

CaCO,作为一种无机化工产品,经表面改性处理而成为一种功能性的填充材料,广泛应用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、胶粘剂、密封胶等工业,还应用于牙膏、食品、医药、饲料、建材、化纤等行业。用途不同对CaCO,的粒径、晶形、表面改性等有不同的要求。因而CaCO,已成为一种系列化的产品,如日本白石公司生产的白燕华系列就有好几十个品种。不同品种应用范围不同,性能相差很大,价格也十分悬殊,从2

000一12

方面综述了在塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、胶粘剂等主要应用领域的关键技术。

1.1

纳米碳酸钙在塑料工业中应用技术

纳米碳酸钙填料在塑料中重要作用

首先,改性纳米碳酸钙以其独特的功能性作用,

在提高塑料制品的耐热性、致密性、稳定性、硬度和刚度,改进其加工性能及散光性、抗擦伤性、平滑度等方面表现出优异的性能;其次,在提高塑料薄膜的

透明度、韧性、防水性、抗老化性、缺口抗冲击强度、

无缺口冲击强度的增韧效果及混炼过程中的粘流性等方面,也都具有明显的效果;其三,纳米碳酸钙还可以提高塑料的弯曲强度、弯曲弹性模量、热变形温

000影t不等。近年来,由

度、尺寸稳定性、塑料滞热性、高阻隔性、高阻燃窒息

性等物理力学性能。此外,改性纳米碳酸钙在体系中良好的分散,其纳米粒子可以更好地填充体系中的物理结构缺陷,可以降低制品的表面粗糙度,减少了对光线的漫射作用,使制品表面看起来更光亮,摸起来更光滑。

于CacO,产品粒子的超细化,晶体形状的多样化以及表面改性技术的发展,大大提高了CaCO,产品的应用价值,显著拓展了CaCO,产品的应用领域。下面分别从纳米碳酸钙产品的粒径、晶型、吸油值、分散性、水分含量、盐酸不溶物、pH值、重金属含量等

万方数据 

2007年10月颜鑫等:纳米碳酸钙的应用技术

1.2纳米碳酸钙填充在塑料中应用的技术

1.2.1

晶型

以吸油值较低的立方体,或立方体部分呈链锁状和球形为宜。・

1.2.2粒径

一般应控制在80~120nm,粒径太大起不到纳米碳酸钙的效果,制品表面粗糙、不光滑,粒径过细会造成表面能增加,颗粒团聚加强,加工过程不易分散,造成加工过程堵塞过滤网,表面起颗粒等现象。

日本白燕华CCR晶型为立方体,粒径约100岫,其

应用特性很好。1.2.3吸油值

吸油值越低越好,因为纳米碳酸钙产品的比表

面积较普通轻钙大,一般为25~80m2/g左右。如

果吸油值过高会造成制品在混炼时过多地吸收增塑剂,使体系黏度升高,影响树脂的加工性能,增加增塑剂的用量,因此降低纳米碳酸钙吸油值,成为提高其应用性能的关键。1.2.4分散性

用于塑料填充的纳米碳酸钙,要选用合适的表面处理剂和相应的活化方式,以提高产品的分散性,防止二次凝聚。否则,如果颗粒凝聚,碳酸钙产品的实际颗粒的粒径远大于原生粒子的粒径,在塑料加工时混炼剪切力有限,凝聚不容易打散,势必引起局部缺陷,其应用效果反而不如普通活性碳酸钙好。1.2.5水分

一般控制在O.5%以下,同时要注意水分的均匀性,防止局部水分过高,如果水分过高,在加工过

程中,制品表面会产生气泡或空洞现象。

1.2.6盐酸不溶物

主要是指产品中的黑点、黄点等杂质颗粒,必须严格进行控制,否则颗粒较多时,容易造成加工过程中挤出机过滤网频繁堵塞,影响生产效率,有时在制

品表面形成明显的黑点,影响制品外观质量;含铁的细小颗粒有可能使制品的黄度升高、白度降低,用于

浅色制品的纳米碳酸钙要特别注意。

1.2.7

pH值

应尽可能的降低产品的pH值,并加以稳定控制,因为pH值升高将使制品加工过程中的粘度升高,挤出速度降低,造成制品白度降低,黄度偏高,同

时表面光泽度下降。

万 

方数据1.2.8重金属的含量

重金属的含量越低越好,据研究表明锰、铬等金属化合物对某些塑料的降解具有催化作用,从而使制品耐候性差,易于老化。

2纳米碳酸钙填充在橡胶制品中的应用技

2.1

纳米碳酸钙填充在橡胶中的作用

纳米碳酸钙在橡胶工业中多用于内胎和外胎的

特殊部位、胶带、胶管、胶鞋和胶布橡胶制品等。添加了纳米碳酸钙的橡胶产品其硫化胶拉长率、抗撕裂性能、压缩变形和耐屈挠性能,都明显好于添加一般碳酸钙的产品,其价格要明显低于添加白炭黑的产品,而性能与后者相当。在硫化橡胶中,可以通过改变碳酸钙用量来调节产品的硬度。湖南金信化工

有限责任公司以高浓度cO:为原料,采用加压碳化

法制备的纳米活性碳酸钙Tx一80型,其平均粒径

仅15啪,且部分呈链锁状的立方体晶型,在橡胶制

品中应用,分散性好,可部分替代气相白炭黑,其优良的补强性和半透明性,可制得透明和半透明的橡胶产品。

2.2纳米碳酸钙填充在橡胶中应用的技术

2.2.1

晶型

在不同晶形的纳米碳酸钙中,以链锁状纳米碳酸

钙对橡胶的补强效果最好,其次是立方体型纳米碳

酸钙。2.2.2粒径

立方体型纳米碳酸钙以80—120nm为宜,纳米

.碳酸钙在橡胶中的应用,颗粒越细,与橡胶互相浸润的比表面积越大,以致使碳酸钙颗粒分散越来越困难,特别是80nm以下时,由于表面能的增大,在橡胶混炼时容易生热而引起粘混。链锁状纳米碳酸钙的短径以10—30nm之间为宜,但必须进行良好的表面改性和分散处理,以提高其应用效果。2.2.3表面处理

要选择适宜的助分散剂,来提高共混及分散效果。

2.2.4吸油值

橡胶用纳米碳酸钙的吸油值越高,碳酸钙对橡胶的浸润性和补强性越好。

2.2.5

水分

作为橡胶用填充剂,纳米碳酸钙的水分含量越

26

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低越好,一般要求小于0.5%。

纳米碳酸钙产品应用于橡胶中对其盐酸不溶

物、重金属含量和pH值等方面指标要求不高。

3纳米碳酸钙在粘胶剂、密封胶工业中的应

用技术

3.1

纳米碳酸钙用在粘胶剂、密封胶中的作用纳米碳酸钙填充剂在密封胶中的应用主要存在

三个方面的问题:一是填充剂与胶体的掺合作用;二

是填充剂对触变性能的影响;三是对密封胶的增强

作用。在粘胶剂、密封胶中,纳米碳酸钙属于结构和增强型填充剂,极大地提高了胶的粘合性、拉伸强

度、模量和硬度。纳米碳酸钙作为硅酮密封胶的填

充剂、增强剂,可以大大地降低制品的成本,改善制

品的加工性能,极大地提高胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能,通过对纳米碳酸钙晶型、粒径及表面处理的控制,从而使制品获得优良的触变性能和抗流挂性能。

3.2粘胶荆、密封胶中对纳米碳酸钙的应用技术

3.2.1

晶型纳米碳酸钙的晶型应与硅酮密封胶的生产配

方、制品的加工技术及设备条件相适应,一般地讲,立方体、菱形六面体、立方体部分呈链锁状晶型的适应性比较广泛。3.2.2粒径

以60—100nm为宜。粒径太大,胶的触变性能

差,易流挂,同时会影响制品的力学性能,粒径太细,分散难度大,捏合时间长,分散不好时容易引起胶的表面粗糙。3.2.3水分

作为密封胶填充剂,纳米碳酸钙的水分含量越

低越好,一般要求小于0.5%。水分太高,加工过程

中真空密炼时间长,动力消耗大,同时影响胶的后续工序质量;水分还可能使配方中的某些成分水解而产生无机颗粒,从而影响填料在胶中的掺合或产生颗粒等。

3.2.4

pH值

pH值越低越好,碳酸钙返碱是轻钙生产中较常见的现象,存在的碱会与胶料中的酸性成分生成水,水很容易使硅氧烷水解产生无机颗粒,由此在胶料中形成密布的微小颗粒,并导致胶体稳定性下降,出现凝胶现象,从而影响制品的表面性能。

万 

方数据3.2.5表面处理

纳米碳酸钙改性效果的好坏将影响其颗粒对胶体的掺合作用,影响胶体的触变性,改性效果好将使纳米碳酸钙在聚合物中具有良好的亲和性,同时,也使应用纳米碳酸钙作填充剂的密封胶具有触变性能。

3.2.6吸油值

吸油值是密封胶专用碳酸钙的一项非常重要的

指标,是影响碳酸钙在胶中浸润性的因素。配胶后

可发现,碳酸钙吸油值较高时胶的触变性和各种力学性能均比较理想,但胶的粘性大,不易调整。3.2.7比表面积

胶粘剂和密封胶中对纳米碳酸钙的比表面积以

20—25

m2/g为最佳,可以获得最理想的抗坍落度

和可挤压性。当比表面积过大时,密封胶的可挤压性显得较差,抗拉力性随着比表面积的增加而增大,

但分散性能却下降,因此,纳米碳酸钙应用于胶粘剂

和密封胶中时,追求比较适中的比表面积。3.2.8筛余物

筛余物应小于0.15%(45斗m筛)。筛余物过高

是制品产生表面颗粒的主要原因。

4纳米碳酸钙在涂料工业中的应用技术

4.1

纳米碳酸钙填充在涂料中的作用

纳米碳酸钙在涂料中不仅可以作为优质增白的

颜料,降低成本,提高涂料油漆的光泽度,干燥性和遮盖力,及赋予涂料透明、稳定、快干等特性,还有明显的补强作用。粒径小于80nm的纳米碳酸钙因具

有良好的触变性而应用于汽车底盘防石击涂料及面

漆,纳米碳酸钙的晶型、粒径以及表面物理化学性能

对涂料体系的性能影响很大。成膜前,纳米碳酸钙

直接影响着体系粘度、触变性能以及涂料的施工性能;成膜后,它在膜中除了增加强度外还对PVC的玻璃化温度产生有利的影响。

4.2纳米碳酸钙在涂料工业中的应用技术

4.2.1

晶型

一般为立方体形或纺锤形,有良好的剪切稀化效应,这样可以保证施工喷涂过程中降低粘度,具有良好的流动性且不堵塞喷枪口。4.2.2分散处理

良好的分散性和良好的触变性能,纳米活性碳

酸钙能够促使体系产生触变结构,在施工时的高剪

2007年10月颜鑫等:纳米碳酸钙的应用技术

27

切速率、低粘度,有利于涂料的流动;在施工前后的

低剪切速率下,粘度回高可防止沾降和流挂。4.2.3表面活化处理,使之具有较低的比表面能和较低的吸油值,同时具有较高的屈服应力,保证PVC底盘涂料能形成一定的强度,能抵抗小的扰动和剪切应力。4.2.4高白度

白度要求大于92%,可部分取代价格昂贵的白色颜料。4.2.5粒径

100—200

nm之间,纳米碳酸钙具有的空间位阻效应,在制水性乳胶漆中,能使配方中密度较大的

立德粉和钛白粉悬浮,起到防沉降的作用。

纳米碳酸钙在造纸工业中的应用技术

5.1纳米碳酸钙对纸张性能的影响

在造纸填料方面,纳米碳酸钙目前主要用于特殊纸制品,如尿不湿、卫生巾等。其高避光性、高亮度,可提高纸品的白度和避光性;其高膨胀性,能使造纸厂使用更多的填料而少用纸浆,大幅度降低原材料成本;纳米碳酸钙粒度细小、均匀、对纸机的磨损小,并使生产的纸制品更加均匀、平整;其高吸油值,能提高彩色纸的颜料牢固性,还赋予纸张良好的折曲性、柔软性,以及对油墨和水良好的吸收性。

在造纸涂料方面纳米碳酸钙只用在定量涂布纸、无光泽铜板纸等特殊制品中,其填料甚至可高达80%。由于自身白度高、比表面积大、表面活性高、强度和硬度高,所以纳米碳酸钙能对涂布纸的质量

提高有所帮助。通过对涂料里加入纳米碳酸钙,可以得到高光泽度、高白度、高表面强度和高油墨吸收

性的涂布纸,并改善纸的平滑度。

5.2纳米碳酸钙在造纸工业的应用技术

5.2.1

PcC晶体形态是影响造纸生产操作性、涂料性能、纸张质量等诸方面中最重要的影响因素之一。

各种形态的Pcc大体可分为单一晶体粒子和聚合

体两种存在形式,前者对造纸的影响主要来自形态和长径比,后者主要来自络合体内孔隙结构特性。5.2.2长径比是指单一粒子的长度与直径之比。纺锤状、柱状和针状均属于大长径比晶形,其长径比一般为(4—7):l,大长径比Pcc用于纸张填料,碳酸钙单晶与纸张纤维之间结合时容易产生搭桥作用,使纤维膨起,形成均匀孔隙,对提高成纸的透气

万 

方数据度、厚度、不透明度、挺度、减小两面差,以及获得较高的填料保留率等都是有利的。

米粒状和菱形立方体属于小长径比,二者的长

径比分别为:(2—3):1,(1—2):1;而片状体通常用

径厚比来描述,一般为(6一14):l,小长径比PCC,只适用于纸张涂料,表现出良好的涂层光泽。

5.2.3多聚体PCC,也称络合体PcC,一般由针状、极细球状、立方体、米粒状等单体聚合而成,如菊花状。其主要物理特性表现为:粒子之间构成的高孔

隙率、高分散系数、高吸油值(吸附性)和低的堆积

密度值。在相同填料保留率时,有利于提高加填纸张的不透明度、松厚度、挺度、压光纸平滑度、透气性和油墨吸收性。其主要负面效应是加填纸张的强度

和施胶度稍低,其次是用于涂料时黏度较大、表面强度较低。因此,络合体PCC很少单独用于造纸涂

料,往往是与其它小长径比PCc混配使用。

5.2.4粒子表观形状方面,任何形态PCC都要求

晶形规则、完整、一致、边缘平滑无残缺;聚合体集聚

粒子间不粘连;菊花状的单晶粒子个数相近,开启度大小近似,单晶端部呈尖峰;纺锤状、针状呈尖峰。

5.2.5表观孔隙与孔隙率方面,PcC表面具有细小

的孔隙,品质优良的PCC的微观孔隙细小均一,使同一形态和粒径的PCC具有更大的比表面积,以及高的吸油值和散光系数。

6纳米碳酸钙在油墨工业中的应用技术

6.1

纳米碳酸钙在油墨工业中的重要作用及其个性化要求

改性纳米碳酸钙用于油墨产品中表现出优异的

分散性、透明性、极好的光泽和遮盖力,以及优异的油墨吸收性和干燥性。用于油墨的纳米碳酸钙必须经过活化处理,晶形为球形或立方形。油墨种类繁

多,不同类型的油墨、不同的油墨生产厂家对纳米碳酸钙各项性能有不同的要求,油墨制造商对自身的

产品在透明度、光泽度、流动度、细度、遮盖力和干燥性等方面各有所偏重,这就要求油墨专用纳米碳酸钙的性能与之相适应,因而油墨碳酸钙生产企业必

须对该产品进行细分来生产、管理和经营,以满足市

场的个性化要求。

6.2影响纳米碳酸钙在油墨中的应用关键技术

6.2.1

白度

白度一般应大于80即可,自度太高反而将影响

28

化工科技市场第30卷第10期

其对颜料的遮盖力。6.2.2透明度

泽。而链锁状或棒状碳酸钙在油墨中填充,导致油

墨涂层表面凹凸不平,使光线发生散射,只适用于消

光型油墨的填充。

透明度与粒径、晶型、产品的分散性等有关。一

般粒径越小,透明度越好,油墨用纳米碳酸钙一般选择透明度不是最大的那一种,有较好的印刷适应性。选择的方法是将碳酸钙与一定比例的调墨油研磨后,所得到的膏状物不带灰色为宜。6.2.3细度

细度是反映纳米碳酸钙及其它颜料的研墨程度和分散状况的指标。碳酸钙应尽可能不含机械杂质,盐酸不溶物应越低越好,且分散良好。6.2.4粘度

粘度与纳米碳酸钙的用量、分散性和粒径有关。

7结语

随着我国经济持续快速增长,碳酸钙微细化和

表面活性技术的进步,相关行业对提升产品质量档次的需要,使纳米碳酸钙在我国的应用领域得到不

断拓展,纳米碳酸钙应用关键技术也得到不断突破,

其填充的比例也越来越高。就拿塑胶工业来说,天

然胶和石油产品树脂等资源毕竟有限,且价格较贵;以碳酸钙为填料,最早只能填15%一30%,由于表面改性技术和分散技术的发展,现在能填充到50%一80%,不仅降低了成本,而且改善了其物理性能,提升了产品的竞争力。由此可见,相关行业对纳米碳酸钙用量在成倍增长,将给纳米碳酸钙带来无限的发展空间。

参考文献:

对于同一种连结料而言,填充量越多,制成油墨的粘度越大;碳酸钙在连结料中的分散性越好,油墨的粘度越小。一般地碳酸钙在油墨中的填充量为3%一

10%,粒径在30—60nm,并要求有良好的分散性能。

6.2.5流动度

流动度是粘度的倒数,表示油墨的稀稠程度。流动度也与碳酸钙的晶型、粒径有关。一般粒径越大,流动度越大;粒径越小,流动度越小。立方体、球型晶型一般表现出较大的流动度,而链锁状晶型通常表现出较小的流动度。因而碳酸钙产品必须通过控制晶型、粒径来满足不同种油墨的要求。6.2.6光泽度

光泽度是大多数油墨的一项主要的特性指标。影响油墨光泽度的因素很多,但纳米碳酸钙晶型及粒径分布对光泽度的影响较大。立方体晶型表现出优良的光泽特性,其粒径分布范围窄,在油墨涂层中排列整齐,使印刷品表面平整光滑,产生良好的光

[1]胡庆福著.纳米级碳酸钙生产与应用[M].化学工业出版社,

2004—04

[2][3]

肖品东编著.纳米沉淀碳酸钙工业化技术[M].化学工业出版

社。2004一05

宋宝祥.造纸碳酸钙品质特性与应用现状及前景[c].2004年

全国碳酸钙技术与市场信息交流大会

[4].颜鑫,刘跃进,王佩良.我国超细碳酸钙生产技术现状、应用前

景与发展趋势[J].中国粉体技术,2002,48(4):38—4l

收稿日期:2007一08—27

作者简介:颜鑫(1967一),男,副教授,工学硕士.主要从事无机化工

教学与研究工作,已发表专业论文20篇,出版专著I本,申报发明专利l项。

.址.‘‘J-L.‘‘L.‘‘LJ-L.址.址卫.|止J止.‘IL.‘t.‘t.‘‘LI‘-L.址.‘‘J‘L.‘-L.1-L.‘‘L.‘IL.‘I上-J-Lj.L.‘‘L4L.‘‘L4l-.‘ILJ‘L.址.址“.址且.址.址且舢.址.址.址.‘.L.‘-L・行业动态・

铝业标准瞄准节能减排落后产能将淘汰出局

中国铝业公司受国家发改委、国家安监总局、国家环保总局等部委委托,正在制定铝行业系列标准。

行业无序竞争,对于一些资金、技术、管理处于前端

的大企业的可持续发展极为有利,其技术和管理优

势将集中散发出来。对于那些生产工艺落后、污染严重的中小企业而言,如果不进行相应的技术改造达到行业标准要求,企业将会被淘汰出局。

该行业标准体系包括能耗标准、资源消耗标准、环境

保护标准、安全生产标准等,标准出来之后有望成为国家标准。铝行业系列标准出台后,可有效地避免

万方数据 

纳米碳酸钙的应用技术

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):引用次数:

颜鑫, 王佩良, Yanxin , Wang Peiliang

颜鑫,Yanxin(湖南化工职业技术学院化工系,湖南株洲,412004), 王佩良,WangPeiliang(湖南金信化工有限责任公司)化工科技市场

CHEMICAL TECHNOLOGY MARKET2007,30(10)0次

参考文献(4条)

1. 胡庆福 纳米级碳酸钙生产与应用 20042. 肖品东 纳米沉淀碳酸钙工业化技术 20043. 宋宝祥 造纸碳酸钙品质特性与应用现状及前景

4. 颜鑫. 刘跃进. 王佩良 我国超细碳酸钙生产技术现状、应用前景与发展趋势[期刊论文]-中国粉体技术 2002(4)

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2.会议论文 戴长华 纳米碳酸钙改性塑料研究及应用新进展 2002

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讨论了测量纳米碳酸钙粉体的主要指标,如:比表面积、粒度的测量方法,及其对应用的影响.讨论了比表面测量法:空气透气法和BET氮气吸附法,并对两种方法进行了比较;讨论了对纳米碳酸钙的粒径测量方法,如:电镜、激光粒度分布仪、沉降体积、筛分法.通过检测这些指标,控制碳酸钙的质量,分析纳米碳酸钙在塑料、橡胶、粘胶剂、油墨等方面中的应用中的影响,满足不同用户需要.

8.学位论文 古菊 纳米碳酸钙改性新技术及其在塑料和橡胶中的应用研究 2007

纳米碳酸钙是粒径100nm以下的碳酸钙,从二十世纪80年代国外投产以来,已成为世界上产量最大的纳米材料,越来越广泛用于各种高分子材料,具有显著提高物理机械性能和降低成本等效果。但纳米碳酸钙的粒径小,比表面大,表面能很高,通常会产生团聚,很难在橡胶、塑料等高分子材料中达到纳米级分散,严重影响其增强增韧和其他改性效果。目前,国内外工业生产的纳米碳酸钙通常用硬脂酸进行表面处理,这种改性方法仅为物理改性,碳酸钙颗粒与聚合物基体的作用很弱,因而改性效果不理想,应用受到限制。关于用接枝法、偶联法或其他方法表面改性纳米碳酸钙,几乎全是实验室研究报道,由于成本、工艺或环境污染的问题,这些改性方法尚未实现工业化生产。因此研究纳米碳酸钙改性新技术及其与聚合物的复合机理,是推广应用纳米碳酸钙材料的关键,具有重要的实际意义。 本文从纳米碳酸钙的表面改性入手,采用环境友好的有机改性剂通过水相法制备了M-CaCO(表面含有酚醛基团),O-CaCO(表面含有C=C和-COOH),R-CaCO(表面含有-OH、-COOH和C=C),同时用经经硬脂酸改性的商品纳米碳酸钙CCR,通过固相法制备了M-CCR(表面含有酚醛基团)和R-CCR(表面含有-OH、-COOH和C=C)。5种改性纳米碳酸钙的改性工艺简单、对环境无污染。通过红外光谱、热失重分析、沉降体积、接触角、体系粘度、透射电子显微镜等分析手段研究了几种改性纳米碳酸钙的表面改性效果。结果表明,改性纳米碳酸

钙粒子在有机介质中的分散性和润湿性得到提高,表面亲水性转变为表面疏水性,且改性剂与纳米碳酸钙之间实现了化学结合,同时根据络合物的化学键理论,探讨了改性基团与钙离子的配位机理。 采用R-CaCO和R-CCR采用熔融混炼法制备了聚丙烯/纳米碳酸钙二元复合材料和聚丙烯/乙丙橡胶/纳米碳酸钙三元复合材料,并对复合材料的形态、力学性能、加工性能、耐热性能、结晶性能、结晶动力学、密度和溶胀性能等做了系统的研究。结果表明,改性纳米碳酸钙在PP基体中分散均匀,相容性明显改善,在保持聚丙烯的模量和强度基本不变的前提下,大幅度改善聚丙烯的韧性,同时加工性能保持不变,耐热性得到提高,并能诱导PP β晶型的产生。R-CCR与EPDM互配,可显著提高p晶的含量和空穴效应,并能降低复合材料的密度。复合效果明显优于硬脂酸改性工业活性纳米碳酸钙CCR和未改性纳米碳酸钙U-CaCO。文中还对改性纳米碳酸钙及其与乙丙橡胶互配增韧聚丙烯的机理进行了研究,结果表明,EPDM和R-CCR对PP的协同增韧作用来自于体系的空穴效应以及β晶含量的增加。采用O-CaCO,R-CaCO和R-CCR通过熔融混炼法制备了聚氯乙烯/纳米碳酸钙二元复合材料,并对复合材料的形态、力学性能、耐热性能和加工性能进行了研究。结果表明,改性纳米碳酸钙与聚氯乙烯基体有良好的相容性,复合材料的韧性,模量和耐热性均得到提高,但纳米碳酸钙对聚氯乙烯韧性的改善是有限的。因此我们又制备了聚氯乙烯/氯化聚乙烯/纳米碳酸钙三元复合材料,目的是利用弹性体良好的增韧效果来大幅度地提高材料的韧性,结果表明,R-CCR与CPE互配,可以对PVC实现良好的协同增韧效果,且改性纳米碳酸钙的加入能明显提高材料的耐热性能,同时对复合材料的加工性能影响不大。同时初步探讨了无机刚性粒子对聚氯乙烯材料的增韧增强机理。 采用M-CaCO和M-CCR分别与天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)和并用胶(NR/SBR/BE)制备了橡胶纳米复合材料,并利用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)研究纳米复合材料的形态,用热失重分析仪(TGA)研究热分解特性、用橡胶加工分析仪(RPA)研究混炼胶的加工性能、粒子的分散性和界面结合力等,用动态力学分析仪(DMA)研究硫化胶的动态粘弹行为,用硫化仪研究胶料的硫化特性和硫化反应动力学,同时还研究了材料的静态力学性能、热空气老化性能、交联密度、玻璃化转变温度等。结果表明,M-CaCO和M-CCR对自补强橡胶(NR)、非极性橡胶(NR、SBR)、极性橡胶(NBR)和并用胶(NR/SBR/BE)的补强效果、耐热分解性能、耐热空气老化性能、热空气老化压缩永久变形以及加工性能等,远优于未改性纳米碳酸钙U-CaCO和硬脂酸包覆型工业纳米碳酸钙CCR。同时还探讨了改性纳米碳酸钙对橡胶的补强机理。

9.期刊论文 戴欣. 尚庆坤. 李诗春. 修艳华. 冯雪娇. 傅高峰. 闫蕊. DAI Xin. SHANG Qing-Kun. LI Shi-Chun. XIU Yan-Hua . FENG Xue-Jiao. FU Gao-Feng. YAN Rui 纳米-CaCO3/OMMT/HDPE三元复合塑料的制备和性能 -应用化学2008,25(11)

利用双螺杆挤出机制备了以硬脂酸为改性剂的改性纳米碳酸钙(Nano-CaCO3(SA))/高密度聚乙烯(HDPE)、有机蒙脱土(OMMT)/HDPE和Nano-CaCO3(SA)/OMMT/HDPE 3种复合塑料,考察了复合塑料的主要力学性能. 结果表明,使用改性纳米碳酸钙可以使二元复合塑料的抗冲击强度增加29.08%,添加有机蒙脱土可提高二元复合塑料的拉伸强度106.4%,改性纳米碳酸钙和有机蒙脱土的协同作用,使得三元复合塑料的拉伸强度和拉伸弹性模量分别提高124.6%和302.7%,弯曲强度和弯曲弹性模量分别提高73.86%和58.97%. 抗冲击强度提高27.25%.

10.期刊论文 蒋鼎丰 纳米碳酸钙及其在塑料改性中的研究 -上海建材2001(5)

碳酸钙是塑料行业用量最大的一种无机填料,近年来,随着碳酸钙超微细化开发应用和粒子表面处理技术的进步以及复合材料研制的迅速发展,塑料的填充改性已从最初简单的增量,上升到增韧增强的新高度;从单纯注重力学性能的提高,转到开发功能性复合材料,采用纳米碳酸钙对塑料等聚合物进行改性目前已成为材料学科制备高性能、高功能复合材料的重要手段之一.纳米碳酸钙由于其纳米尺寸效应、大的比表面积、表面原子处于高度活化状态、以及与聚合物有很高的界面相互作用,使以塑料聚合物为基体的塑料纳米碳酸钙复合材料具有无机、高分子和纳米材料的综合优点.用纳米碳酸钙技术对塑料等聚合物进行复合改性将有可能把种类有限的塑料演变成为数量可观的新型复合材料,从而扩大塑料的应用范围.

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