Ультратонкий карбонат кальция относится к частицам карбоната кальция размером 0,02–0,1 мкм. Это экономически эффективный наноматериал, обладающий размерным и поверхностным эффектом.
Обладает превосходной армирующей способностью, прозрачностью, диспергируемостью, тиксотропностью и выравнивающими свойствами. В частности, ультратонкий активный карбонат кальция, выступающий в качестве функционального наполнителя, значительно улучшает качество продукции за счёт повышения прочности и армирования.
По мере уменьшения размера частиц карбоната кальция их поверхностная энергия увеличивается. Это усиливает адсорбцию между частицами. Это приводит к сильной агломерации, что ограничивает его промышленное применение.
Поэтому, модификация поверхности Использование ультрадисперсного карбоната кальция для получения активного карбоната кальция, повышающего его совместимость с органическими матрицами, стало ключом к улучшению эксплуатационных характеристик его применения.
Методы модификации поверхности ультратонкий карбонат кальция можно разделить на две основные категории.
Физическая модификация поверхности в основном включает нанесение покрытия и адсорбцию.
Химическая модификация поверхности включает замещение, полимеризацию и прививку.
Распространенными методами являются локальная химическая реакция, поверхностное покрытие, механохимия, высокоэнергетическое облучение и модификация наполнителя мастербатчем.
Модификация локальной химической реакции
Этот метод использует функциональные группы на поверхности ультрадисперсного карбоната кальция для взаимодействия с поверхностными модификаторами (такими как органические и неорганические агенты, а также связующие агенты) для достижения модификации. Он включает: сухой процесс и мокрый процесс:
- Сухой процесс:
Ультратонкий карбонат кальция и модификатор смешиваются в высокоскоростной смесительной машине. Этот метод прост и экономичен, подходит для нанесения связующих веществ, но обеспечивает ограниченную равномерность покрытия. Он применяется в основном в случаях, когда не требуется высокое качество продукта. - Мокрый процесс:
Предполагает добавление модификаторов в ультратонкую суспензию карбоната кальция при контролируемой температуре. Модификатор покрывает поверхность карбоната кальция, образуя двухслойную структуру. По сравнению с сухим методом, этот метод обеспечивает лучшую однородность, но более сложен. Обычно используются водорастворимые поверхностно-активные вещества, такие как жирные кислоты и их соли.
Локальная модификация химических реакций часто сочетает в себе различные модификаторы (связующие, неорганические и органические агенты), предотвращая агломерацию наночастиц, улучшая распределение размеров частиц и текучесть, а также повышая механические характеристики.
Модификация поверхностного покрытия
Этот метод позволяет покрывать частицы поверхностно-активными веществами или другими агентами посредством физических сил, таких как взаимодействие Ван-дер-Ваальса, без химических реакций. В процессе получения наночастиц поверхностно-активные вещества могут одновременно покрывать карбонат кальция, образуя однородные наночастицы.
Механохимическая модификация
Этот метод использует мощные механические силы для активации поверхности частиц, изменяя их кристаллическую структуру и свойства поверхности, а также улучшая реакционную способность с органическими/неорганическими модификаторами. Он экономически эффективен и прост, но более эффективен для более крупных частиц, чем для наноразмерного карбоната кальция. Для наночастиц сочетание механохимических методов с другими технологиями повышает эффективность модификации поверхности.
Высокоэнергетическая модификация поверхности
Высокоэнергетическое излучение (рентгеновское, γ-излучение) или плазменная обработка используются для активации поверхности, создавая активные центры для привитой полимеризации с реакционноспособными мономерами, образуя органический слой покрытия. Плазменная модификация обеспечивает высокую температуру, высокую плотность энергии и возможность инициирования реакций, трудно поддающихся традиционным условиям. Однако из-за высокой стоимости, сложности процесса и нестабильности результатов промышленное применение ограничено.
Модификация наполнителя мастербатча
Этот метод предполагает смешивание мастербатча на основе смолы, карбоната кальция и поверхностно-активных веществ с последующим перемешиванием, пластификацией и грануляцией. В процессе приготовления мастербатча одновременно происходит модификация поверхности, что улучшает его дисперсность и совместимость со смолами. Это предотвращает агломерацию, повышает механическую стабильность и упрощает производство. Для приготовления специализированных функциональных мастербатчей также могут быть добавлены функциональные наполнители.
Эпический порошок
В Эпический порошокМы предлагаем передовое оборудование для модификации поверхности порошков, которое обеспечивает эффективное смешивание, равномерное нанесение покрытия и управление процессом в режиме реального времени. Наши системы специально разработаны для ультрадисперсного карбоната кальция, обеспечивая высокую скорость активации, стабильные характеристики продукта и масштабируемость от лабораторного до промышленного производства. Объединяя наш более чем 20-летний опыт с инновационными технологиями механохимической и термической модификации, Epic Powder помогает клиентам добиться повышенной совместимости, улучшенной дисперсии и превосходных эксплуатационных характеристик материалов для пластиков, резины, покрытий и других материалов.