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| 納米碳酸鈣粉體的表面改性概述 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2015-01-14 07:00:45 瀏覽次數(shù)： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/劉莉）納米碳酸鈣作為納米材料在我國正日益得到廣泛使用，由于碳酸鈣是在液相中生產(chǎn)的，使用和運(yùn)輸非常不便，但制成粉狀時，因顆粒表面能很高，顆粒間相互吸引形成團(tuán)聚，使用時無法完全再分散，從而影響到它的性能。
采用碳化法生產(chǎn)出來的納米碳酸鈣經(jīng)脫水干燥后一般傾向于形成硬團(tuán)聚體，這種硬團(tuán)聚體的形成嚴(yán)重影響納米碳酸鈣應(yīng)有性能的發(fā)揮，雖然碳酸鈣的原級粒徑屬納米范疇，但最終產(chǎn)品（團(tuán)聚體）的粒徑就是微米級了。因此，防止納米碳酸鈣粒子的團(tuán)聚，提高其分散性是納米碳酸鈣表面改性的主要目的之一。此外，由于納米碳酸鈣屬無機(jī)物，天然親水疏油，在用于有機(jī)體系，如高聚物基復(fù)合材料、高聚物基涂料等時，與有機(jī)基料的相容性差，難以在有機(jī)基料中均勻分散，因此，要通過表面改性處理改善或提高納米碳酸鈣與有機(jī)基料的相容性以提高所填充的高聚物基復(fù)合材料的性能。
與微米級碳酸鈣表面改性方法有所不同的是：不管產(chǎn)品是用于水相或無機(jī)體系還是油相或有機(jī)體系，納米碳酸鈣必須進(jìn)行改性才能滿足用戶的要求。
納米碳酸鈣的表面改性主要采用濕法，即在碳化反應(yīng)的漿料中進(jìn)行，也可采用干法或濕—干結(jié)合。
目前國內(nèi)納米碳酸鈣的表面改性主要采用硬脂酸。在碳化反應(yīng)之后通過加入硬脂酸或硬脂酸鹽，由于硬脂酸硬脂酸的長鏈烴基產(chǎn)生一定的定向位阻效應(yīng)，使顆粒之間產(chǎn)生位阻排斥力。粒子表面能的下降降低了粒子之間的范德華吸引力，減弱了粒子之間團(tuán)聚的趨勢，位阻效應(yīng)又進(jìn)一步增加了粒子團(tuán)聚時的阻力。因此，用硬脂酸表面改性后的納米碳酸鈣不形成硬團(tuán)聚，經(jīng)脫水干燥分散后分散性好。
但是，經(jīng)硬脂酸表面改性后的納米碳酸鈣粒子是親油疏水的（用量很小時，也可能仍然表現(xiàn)一定的親水性），因此，與水相或無機(jī)相的相容性差，只適用于油相或有機(jī)體系使用。
另外，用硬脂酸表面改性后的納米碳酸鈣雖然改善了與有機(jī)基料的相容性，但由于缺乏與高聚物基料作用的官能團(tuán)，其與高聚物之間的作用不如偶聯(lián)劑。
由于偶聯(lián)劑能在碳酸鈣分子和有機(jī)高聚物分子之間形成分子架橋，增強(qiáng)了有機(jī)高聚物基料與碳酸鈣粒子之間的相互作用，可進(jìn)一步提高有機(jī)高聚物/納米碳酸鈣復(fù)合材料的力學(xué)性能。納米碳酸鈣的偶聯(lián)劑改性可采用鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑。這種鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑必須是可以溶解或分散在水中的。因此，一般使用可用于濕法改性的配位型和螯合型鈦酸酯，使用前先用季烷醇胺或胺類季胺鹽化。目前只有一種鋁酸酯偶聯(lián)劑（H—2）可用于水溶液中濕法改性。
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