（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）碳酸鈣晶須的尺寸小,比表面積大,表面原子占據(jù)相當(dāng)大的比例,原子配位不足和高的表面能,使得這些表面原子具有很高的活性,極其不穩(wěn)定,容易團(tuán)聚在一起,形成帶有若干連接界面的并且尺寸較大的團(tuán)聚體;從熱力學(xué)角度來看,這是由于晶須粒子間范德華力和庫侖力的作用結(jié)果。
使用改性劑對碳酸鈣晶須進(jìn)行改性后,可以有效地降低晶須的表面能,提高晶須的分散性,所以必須對碳酸鈣晶須進(jìn)行表面改性,以降低表面能,減小碳酸鈣顆粒間的附聚力,改進(jìn)它在基體中的分散性和分散穩(wěn)定性,降低兩相間的界面張力,提高與基料之間的結(jié)合力,從而改善復(fù)合材料的性能。
碳酸鈣的表面改性是通過物理或化學(xué)方法將表面處理劑吸附或反應(yīng)在碳酸鈣的表面,形成包膜,使其表面活化,從而改善碳酸鈣的表面性能。目前對碳酸鈣晶須的改性研究很少,大部分還是參考輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣的表面改性方法,國外內(nèi)對此都進(jìn)行了大量的研究,常用的改性處理方法有:(1)聚合物包覆處理;(2)偶聯(lián)劑處理(鈦酸酯、鋁酸酯、磷酸酯、硅烷偶聯(lián)劑);(3)表面活性劑處理(陰離子型、陽離子型、非離子型);(4)無機(jī)物處理(聚磷酸、氫氧化鋁等)。
東北大學(xué)李麗匣等采用幾種改性劑（硬脂酸、硬質(zhì)酸鈉、十八酸鋅、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸、鈦酸酯、鋁酸酯、硅烷、聚丙烯酰胺等）對碳酸鈣晶須進(jìn)行了表面改性試驗(yàn),結(jié)果表明硬脂酸鈉對碳酸鈣晶須的改性效果顯著,以硬脂酸鈉為改性劑,考察了改性劑用量、改性時(shí)間、改性溫度、初始料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)、攪拌速度、烘干溫度等因素對碳酸鈣晶須表面改性的影響,選擇活化指數(shù)及接觸角對碳酸鈣晶須的改性效果進(jìn)行表征, 硬脂酸鈉改性碳酸鈣晶須的最佳試驗(yàn)條件是:改性劑用量3%,初始料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%,改性溫度80℃,改性時(shí)間20min,攪拌轉(zhuǎn)速1500r/min,烘干溫度100℃,烘干時(shí)間3h，改性產(chǎn)品的活化指數(shù)為100%,接觸角為146.66°。碳酸鈣晶須改性前后的IR檢測分析表明,硬脂酸鈉改性碳酸鈣晶須過程中,在硬脂酸鈉與碳酸鈣晶須間存在化學(xué)吸附。
遼寧石油化工大學(xué)張?jiān)伱返炔捎肒H-570對碳酸鈣晶須進(jìn)行表面改性,通過測定活化度與沉降體積,確定了實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)化條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)初始料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、反應(yīng)溫度為80℃、偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%、改性時(shí)間為1.5h時(shí),碳酸鈣晶須的表面改性效果最好。
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