Canxi cacbonat siêu mịn là các hạt canxi cacbonat có kích thước 0,02–0,1 μm. Đây là vật liệu nano tiết kiệm chi phí, có hiệu ứng kích thước và hiệu ứng bề mặt.
Sản phẩm có khả năng gia cường, độ trong suốt, độ phân tán, tính lưu biến và hiệu suất san phẳng tuyệt vời. Đặc biệt, canxi cacbonat hoạt tính siêu mịn, với vai trò là chất độn chức năng, giúp cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm thông qua quá trình tôi luyện và gia cường.
Khi các hạt canxi cacbonat nhỏ dần, năng lượng bề mặt của chúng tăng lên. Điều này làm tăng khả năng hấp phụ giữa các hạt. Nó gây ra hiện tượng kết tụ nghiêm trọng, hạn chế các ứng dụng công nghiệp của nó.
Vì thế, sửa đổi bề mặt của canxi cacbonat siêu mịn để sản xuất canxi cacbonat hoạt tính, tăng cường khả năng tương thích của nó với các chất nền hữu cơ, đã trở thành chìa khóa để cải thiện hiệu suất ứng dụng của nó.
Các phương pháp sửa đổi bề mặt của canxi cacbonat siêu mịn có thể được chia thành hai loại chính.
Sự biến đổi bề mặt vật lý chủ yếu bao gồm lớp phủ và sự hấp phụ.
Biến đổi bề mặt hóa học bao gồm thay thế, trùng hợp và ghép.
Các phương pháp phổ biến là phản ứng hóa học tại chỗ, phủ bề mặt, cơ học hóa học, bức xạ năng lượng cao và sửa đổi chất độn tổng hợp.
Sửa đổi phản ứng hóa học cục bộ
Phương pháp này sử dụng các nhóm chức năng trên bề mặt của canxi cacbonat siêu mịn để phản ứng với các chất biến tính bề mặt (như tác nhân hữu cơ, tác nhân vô cơ và tác nhân liên kết) để đạt được sự biến tính. Nó bao gồm quá trình khô Và quy trình ướt:
- Quy trình khô:
Canxi cacbonat siêu mịn và chất biến tính được trộn trong máy trộn tốc độ cao. Phương pháp này đơn giản và tiết kiệm chi phí, phù hợp với các tác nhân liên kết, nhưng độ đồng đều của lớp phủ bị hạn chế. Phương pháp này chủ yếu được áp dụng khi không yêu cầu chất lượng sản phẩm cao. - Quy trình ướt:
Bao gồm việc thêm chất điều chỉnh vào huyền phù canxi cacbonat siêu mịn dưới nhiệt độ được kiểm soát. Chất điều chỉnh phủ lên bề mặt canxi cacbonat để tạo thành cấu trúc hai lớp. So với quy trình khô, phương pháp này mang lại độ đồng đều tốt hơn nhưng quy trình phức tạp hơn. Các chất hoạt động bề mặt hòa tan trong nước như axit béo và muối của chúng thường được sử dụng.
Quá trình biến đổi phản ứng hóa học cục bộ thường kết hợp các chất biến đổi khác nhau (chất kết dính, chất vô cơ và hữu cơ), ngăn ngừa sự kết tụ của các hạt nano, cải thiện sự phân bố kích thước hạt và khả năng chảy, đồng thời tăng cường hiệu suất cơ học.
Sửa đổi lớp phủ bề mặt
Phương pháp này phủ các hạt bằng chất hoạt động bề mặt hoặc các tác nhân khác thông qua các lực vật lý như tương tác van der Waals, mà không cần phản ứng hóa học. Trong quá trình chuẩn bị hạt nano, chất hoạt động bề mặt có thể phủ canxi cacbonat đồng thời, tạo ra các hạt nano đồng nhất.
Biến đổi cơ học hóa học
Phương pháp này sử dụng lực cơ học mạnh để kích hoạt bề mặt hạt, làm thay đổi cấu trúc tinh thể và tính chất bề mặt, đồng thời cải thiện khả năng phản ứng với các chất điều biến hữu cơ/vô cơ. Phương pháp này tiết kiệm chi phí và đơn giản, nhưng hiệu quả hơn đối với các hạt lớn hơn so với canxi cacbonat kích thước nano. Đối với hạt nano, việc kết hợp các phương pháp cơ hóa học với các kỹ thuật khác giúp tăng cường hiệu quả điều biến bề mặt.
Sửa đổi bề mặt năng lượng cao
Xử lý bằng bức xạ năng lượng cao (tia X, tia γ) hoặc plasma được sử dụng để kích hoạt bề mặt, tạo ra các vị trí hoạt động cho quá trình trùng hợp ghép với các monome phản ứng, tạo thành lớp phủ hữu cơ. Biến tính plasma mang lại nhiệt độ cao, mật độ năng lượng cao và khả năng khởi tạo các phản ứng vốn khó thực hiện trong điều kiện thông thường. Tuy nhiên, do chi phí cao, quy trình phức tạp và kết quả không ổn định, ứng dụng công nghiệp còn hạn chế.
Sửa đổi chất độn Masterbatch
Phương pháp này trộn hỗn hợp masterbatch nhựa, canxi cacbonat và chất hoạt động bề mặt, sau đó là quá trình phối trộn, hóa dẻo và tạo hạt. Trong quá trình chuẩn bị masterbatch, quá trình biến tính bề mặt diễn ra đồng thời, cải thiện độ phân tán và khả năng tương thích với nhựa. Phương pháp này ngăn ngừa sự kết tụ, tăng cường độ ổn định cơ học và đơn giản hóa quy trình sản xuất. Chất độn chức năng cũng có thể được thêm vào để chuẩn bị các masterbatch chức năng chuyên dụng.
Bột Epic
Tại Bột EpicChúng tôi cung cấp thiết bị biến tính bề mặt bột tiên tiến, tích hợp khả năng trộn hiệu quả, lớp phủ đồng đều và kiểm soát quy trình theo thời gian thực. Hệ thống của chúng tôi được thiết kế đặc biệt cho canxi cacbonat siêu mịn, đảm bảo tỷ lệ hoạt hóa cao, hiệu suất sản phẩm ổn định và khả năng mở rộng từ phòng thí nghiệm sang sản xuất công nghiệp. Bằng cách kết hợp hơn 20 năm kinh nghiệm với các công nghệ biến tính cơ hóa học và nhiệt tiên tiến, Epic Powder giúp khách hàng đạt được khả năng tương thích nâng cao, độ phân tán được cải thiện và hiệu suất vật liệu vượt trội cho nhựa, cao su, lớp phủ, v.v.