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纳米碳酸钙的性能与应用
马晶李青山杨占国李超张维兴
黑龙江齐家化工原料有限公司, 齐齐哈尔大学材料研究所,
摘要纳米碳酸钙以其优良的填充补强性能广泛应用于橡胶、塑料、油墨、造纸、涂料等行业。本文阐述了纳米碳酸钙
的制备、性能、应用研究及未来的发展趋势。
关键词纳米碳酸钙橡胶补强超强碳酸钙增韧
我国于世纪年代初开始研制和生产出超最佳温度为℃;②氢氧化钙浓度范围在~/
微细粒碳酸钙,年代末出现了白燕华, 和适宜;③添加剂用量的最佳范围为.% ~.% ,
系列纳米级碳酸钙的工业化大规模生产,产品质用量过多或过少都会导致碳酸钙产品粒径的变大;④
量与国外同类产品不相上下。高浓度,对生产超细碳酸钙产品极为有利;⑤气体
到目前为止,纳米碳酸钙制备和表面改性的基础流量对碳酸钙产品的平均粒径的影响不大。
研究还不够完善,对碳酸钙粒子的大小、形状和粒径以上这些研究结果,对于纳米碳酸钙的制备有指
分布还不能有效的控制。导意义。
江苏石油化工学院姚超及合肥工业大学俞志敏、
张统潮用生石灰与,.%制备碳酸钙Ⅱ笾鳇
时,利用电导仪和酸度计跟踪的整个纳米碳酸钙有许多优于普通轻质及重质碳酸钙
反应过程,详细研究后得出: 的特点,如表所示。
①制备超细碳酸钙的反应温度不宜超过℃,
表纳米碳酸钙与普通碳酸钙主要技术指标对比
从表中可以看出,纳米碳酸钙具有以下特点: 钙粒径的数十分之一;②比表面积大。比普通轻质碳
①粒子细。平均粒径为,是普通轻质碳酸酸钙大近倍;③粒子晶形为立方体状,部分连结成
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链状,具有类结构性,与纺缍状的轻质碳酸钙和无规于塑料、橡胶、造纸、涂料、油漆、医药、牙膏、化妆品、
则状的重质碳酸钙不同;④纳米碳酸钙经过表面活化饲料及印刷油墨、水彩粉染料的中和剂和洋菇钙的培
处理后,活化率较高,具有不同的功能和用途;⑤白度养基等方面。
较高,适宜作浅色制品, 值呈弱碱性。在国外纳米碳酸钙的应用也很广泛。如表所
此外,碳酸钙还具有材料来源容易、价格较低、毒示为日本橡胶制品应用纳米碳酸钙的情况。
性低、污染小、填充量大及混炼加工性能好等特点。表日本橡胶制品应用纳米碳酸钙举例
纳米碳酸钙虽然优点不少,但由于碳酸钙是亲水
性惰性粉体,表面不存在能与橡胶等聚合物起化学结
合作用的活性基团;再者粒子微细化增大了表面能,
从而增大了纳米碳酸钙粒子附聚生成次结构的可
能性,使混炼的能耗加大,分散困难。经过表面活化
处理后,降低了表面能,但未能完全克服细粒子附聚
生成次结构的现象。混炼时由于纳米粒子在胶料
中的流动分散及表面活性剂对胶料的浸润作用而使
胶料被塑化、粘度下降,流动性提高的现象。加工混
炼时要克服上述不足,更好地发挥纳米碳酸钙良好的
补强填料的性能,提出点建议。
根据所用胶种选择合适的活化品种,确保具
有相容性;
配方设计要求填充量适宜,整个填充体系的
组合和搭配合理;
工艺条件包括加料顺序和操作温度要合理;
必要时,通过选择其它适宜的辅助分散剂,提
高与胶料的相容性。
目堕煎廑
纳米碳酸钙可部分或大部分替代炭黑和白炭黑
作补强填料。在我国