碳酸钙粉体在造纸中的应用及改性研究
碳酸钙粉体改性研究进展
碳酸钙粉体改性研究进展
兰黄鲜
【摘要】碳酸钙粉体改性是提高碳酸钙复合材料整体性能的有效途径之一,国内外材料工作者做了大量的研究.综述了近年来碳酸钙粉体改性研究现状及其改性效果,
展望了碳酸钙粉体改性研究领域的发展前景,提出了今后的主要研究任务.
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2010(039)001
【总页数】3页(P78-80)
【关键词】碳酸钙粉体;表面改性;机理;改性效果
【作者】兰黄鲜
【作者单位】广西煤炭科学研究所,广西,南宁,523003
【正文语种】中文
【中图分类】TQ623.4
碳酸钙(包括重钙和轻钙)具有原料易得、价格低廉,稳定性好、色泽单纯、无毒等诸多优点,而被广泛用于塑料、橡胶、造纸、油墨、建材、电线电缆等领域,成为用量最大的填充材料。但由于碳酸钙属无机粉体,粒子表面是亲水疏油的,呈强极性,在有机介质中难以分散均匀,与基材之间结合力低,在受外力冲击时,易造成界面缺陷,导致材料性能下降;纳米级的碳酸钙粉末,表面能高,吸附作用越强,粒子互团聚,无法在聚合物基体中很好分散,从而影响其使用的实际效果。因此,
只有对碳酸钙进行改性,才能获得高性能且满足实际应用的功能性改性填充专用料。
通过对碳酸钙粉体表面改性可增加碳酸钙粉体颗粒间的斥力,降低碳酸钙粉体颗粒
间的引力,使其易于分散,还可以提高碳酸钙颗粒的表面活性,改善碳酸钙粉体粒子
与其他物质之间的相容性,使微粒表面产生新的物理、化学、力学性能及新的功能[1],从而最大限度的提高材料性能和填充量,降低原料成本,进而拓宽碳酸钙粉
体的应用领域,使其成为具有功能性的新型改性填充专用料。
纳米碳酸钙改性技术研究进展及代表性应用综述
纳米碳酸钙改性技术研究进展及代表性应用综述
吕津辉/文
【摘要】碳酸钙是一种重要的无机粉体填充材料,由于其原料来源丰富且成本低,生产方法简单,性能比较稳定,被广泛的应用于橡胶、涂料、胶黏剂、造纸、塑料、食品等
行业。按照生产方法的不同,碳酸钙可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。而活性碳酸钙,又
称改性碳酸钙,是通过加入表面处理剂对重钙或轻钙进行表面改性制得[1]。
【关键词】纳米碳酸钙;改性剂;改性技术;纳米碳酸钙应用;填加
纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料,其粒度介于0.001~0.1um(即1~100nm)之间等。
由于纳米碳酸钙粒子的超细化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,产生了普通碳酸钙所不具有的表面效应、
小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子
效应[1]。
为了使具有良好性能的纳米碳酸钙
发挥优良性能,使用者对纳米碳酸钙进
行表面改性,使其成为了一种具有多功
能性的补强填充改性材料。改性后的碳
酸钙表面吸油值明显降低,凝聚粒子的
粒径减小,粒子分散性增强,作为填料
用于生产后的制品塑化时间缩短,塑化
温度下降,溶体流动指数上升,流动性
得到显著改善[2]。
1.表面改性的理论
1.1 化学键理论
偶联剂一方面可以与纳米碳酸钙表面质子形成化学键,另一方面要与高聚物有较强的结合界面,进而提高纳米粒子的力学性能[1]。
1.2 表面浸润理论
因为复合材料的性能受高分子物质
对纳米填料浸润能力的影响,若填料能
完全被浸润,那么树脂对高能表面的物
理吸附将提供高于有机树脂内聚强度的
粘结强度[1]。
1.3 可变形层理论
碳酸钙造纸的应用原理
碳酸钙造纸的应用原理
1. 碳酸钙简介
碳酸钙(Calcium Carbonate),化学式为CaCO3,是一种常见的盐类化合物。碳酸钙具有白色固体结晶的外观,并且在自然界中广泛存在,如石灰岩、大理石、珊瑚等。碳酸钙是一种多功能物质,具有广泛的应用领域,其中包括造纸行业。
2. 碳酸钙在造纸中的应用
碳酸钙在造纸行业中被广泛用作填料和涂料,用于改善纸张的性能和质量。其应用原理主要体现在以下几个方面:
2.1 纸张强度的提升
添加适量的碳酸钙填料可提高纸张的强度,使其更牢固和耐用。碳酸钙填料可以填充纸张中的空隙和缺陷,增加纸张的密度和厚度。这种填料可以填充纸纤维束之间的空隙,增强纸张的抗张强度、抗折强度和抗撕裂强度。
2.2 纸张光滑性的改善
碳酸钙可以通过填补纸张表面的凸起部分,提供更加均匀的表面,从而改善纸张的光滑性和触感。同时,碳酸钙填料还可以填充纸纤维之间的空隙,减少空气对纸面的阻力,降低纸张的表面粗糙度。
2.3 纸张白度的提高
碳酸钙具有优异的白度特性,可以被用于提高纸张的白度。白度是纸张质量的重要指标之一,高白纸张通常被认为是纸质较好的纸张。在造纸过程中,添加适量的碳酸钙填料可以减少纸张对光的散射,提高纸张的反射性能,从而使纸张的白度得到提升。
2.4 纸张墨迹的吸附
碳酸钙具有亲墨性,可以帮助纸张更好地吸附墨迹。添加适量的碳酸钙填料可以提高纸张的表面张力,使纸张更容易吸附墨迹,并且减少墨迹在纸面上的扩散。这种特性使碳酸钙成为印刷和复印纸的理想选择。
3. 碳酸钙选择和应用注意事项
在选择和应用碳酸钙填料时,需要注意以下事项:
纳米碳酸钙造纸技术与石头纸(二)
( ) 二
陈希 荣
纳米级碳 酸钙在造纸上 的应用研究
纳 米材 料 与对 应 的常 态材 料相 比,在 光 学 、 热 学 、磁 学 、力学 以及 化 学性 质 方面 ,显 示 出许 多 奇异 的特 性 ,如 密度 降低 、强度 和硬 度 提 高 、 塑 韧 性 改 善 、扩 散 能 力 提 高 、热 膨 胀 系 数 提 高
研 究 和突破 。
的 。在 造纸 涂 料方 面 , 由于纳 米 级碳 酸钙 自身 白
当在 造 纸涂 料 原配 方 中加入 5 纳 米级 碳酸 钙 %
:ห้องสมุดไป่ตู้
中国包装 21/ 02 1
时 ,在 同样 的胶 黏剂 、分 散 剂用 量 的情况 下 , 可
以一方 面要 了解不 同行业 不 同 品种下 游产 品对 纳
( )有 抗静 电 耐磨功 能 的纳米纸 二
在 多 样化 的工业 用 品包 装 中 ,特 别 是 高精密
比较 平 滑 ; 同I T 张 拉毛 强 度 测 定值 所 反 映 的 抗 G
一
仪 表 电器 、光 洁度 要 求很 高 的 不锈钢 材 科及 各种 合金 材 料 的包 装衬 纸 ,不 仅要 求 包装 用纸 具 有 防 水 、 防油 、 防锈性 能 ,而 且要 求 具有 强度 高 ,耐
米 级 碳酸 钙存 在 颗粒 表 面 能高 、极 易 团聚 成 团 、
纳米碳酸钙在造纸行业中的应用
纳米碳酸钙在造纸行业中的应用
摘要:纳米碳酸钙在我国造纸行业中又被称为超细碳酸钙,由于其拥有良好的
物理和化学性质,在造纸行业中得到广泛应用。本文对纳米碳酸钙在国内造纸行
业中的应用进行简单介绍,以其为造纸行业中相关研究提供参考。
关键词:纳米碳酸钙;纸
自20世纪80年代中期纳米材料问世以来,它已广泛应用于各个工业领域,
在国民经济和高科技领域的支柱产业中显示出巨大的潜力,并受到全世界的广泛
关注。纳米技术与信息技术和生物技术一起,已成为21世纪社会发展的三大支
柱技术。这是世界主要大国的战略制高点。20世纪90年代以来,中国高度重视
纳米技术的研究,推动了纳米材料的产业化。在这个过程中,纳米碳酸钙已成为
为数不多的工业化品种之一。纳米碳酸钙材料来源简单,价格低廉,毒性低。它
具有污染小,白度高,填充能力强的特点,已成为造纸行业最常用的填料之一。
1碳酸钙在造纸的行业中的应用概况
在中国的造纸工业中,随着造纸技术从酸性造纸技术向中型和碱性造纸的转变,碳酸钙被广泛应用于造纸工业。作为造纸填料的碳酸钙具有以下优点:(1)高白度;(2)体积大(3)耐久性;(4)透气性;(5)作为二氧化钛的补充剂;(6)高耐磨性,高耐腐蚀性;(7)改善柔软度;(8)油墨吸附性能;(9)降
低紫外线吸收;(10)能够控制纸张的燃烧性能。另外,作为碳酸钙作为碱性填料,它具有pH缓冲作用,以使碱性上浆剂的pH稳定在7.5和8.0之间。
使用的碳酸钙量急剧增加有两个原因。一个是由于碱性造纸的发展,碳酸钙
是填料。另一个原因是研磨技术的发展使得天然碳酸钙颗粒的细度能够制造纸张。该层的光滑度超过沉淀碳酸钙的平滑度,与用高岭土研磨碳酸钙的成本相比,导
碳酸钙在造纸行业中的应用和作用
碳酸钙在造纸行业中的应用和作用碳酸钙是一种广泛使用的化学物质,它在造纸行业中也有着重要的应用和作用。本文将围绕碳酸钙在造纸行业中的应用和作用展开讨论。
一、碳酸钙在纸浆制备中的应用
纸浆中的纤维成分会随着时间的推移而变得越来越短,这使得纸张的品质受到影响。碳酸钙可以用来控制纸浆的pH值,使纸浆中的纤维不会因为酸性环境而受到损坏。在这方面,碳酸钙可以代替氢氧化钠和碳酸钠等化学物质,在环境友好性和生产成本等方面都有很大的优势。
二、碳酸钙在纸张中的作用
在造纸过程中,碳酸钙可以用来填充纸张空隙,增加纸张的密度和重量。这可以让纸张更加饱满,并且在印刷和涂抹等操作中也会更加稳定。另外,由于碳酸钙不能被水溶解,所以人们可以将其加入到纸张中,以提高纸张的耐水性和耐久性。
三、碳酸钙对造纸行业的影响
由于碳酸钙可以用来代替其他化学物质,可以减少环境污染和生产成本,因此碳酸钙在造纸行业中的应用和作用越来越受到关注。沿着这个方向,人们不仅在寻找更好的方法来使用碳酸钙,还在研究如何制造更高品质的纸张。随着科技的发展和生产技术的不断完善,人们期望能够生产出更加环保、高品质、价格合理的纸张。
四、结论
总的来说,碳酸钙在造纸行业中的应用和作用是多方面的。从纸浆制备到纸张制造,碳酸钙可以帮助人们减少生产成本、降低环境污染,并提高纸张的性能和品质。随着碳酸钙的应用范围越来越广泛,它在造纸行业内的地位也将越来越重要。
碳酸钙改性研究_汤爱萍
碳酸钙改性研究
汤爱萍1 吴满芳1 郑典模2
(1 江西省化学工业学校 330012 2 南昌大学化学工程系 330029)
摘要:用硬脂酸、钛酸酯、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇及聚乙二烯及其不同配比,对CaCO3进行表面处理。通过对改性效果分析,讨论各改性剂的改性特点及最佳配比,并通过硬脂酸对氧化铁红改性做对比,比较吸油值的变化。
关键词:表面处理 碳酸钙 改性特点
1.前言
碳酸钙主要应用于橡胶、油漆、造纸、食品、化妆品、牙膏、颜料、涂料等行业和部门。碳酸钙是有机高聚物基料中用量最大的无机填料,其表面有亲水性较强的羟基,呈现较强的碱性,使得CaCO3与有机高聚物的亲和性差,易造成在高聚物基料中分散不均匀,并造成两材料之间界面缺陷。因此为了改善CaC O3填料的应用性能,需要对其进行表面处理。
近年来,CaCO3粉末表面处理的研究进展很快,日本在这方面处于领先地位,而我国尚处于起步阶段。因此研究和开发CaCO3粉末的表面处理有十分重要的意义。
CaCO3,粉末表面处理方法很多,但是判断其表面处理效果如何,通常采用间接方法来评价,即根据其应用效果来评价。一般地,当活性Ca CO3用作高聚物填料时,改性好坏常常最终复合材料制品的冲击强度,挠曲强度、拉伸强度、伸长率、热变形温度、硬度及熔体流变性等参数来综合表征。这种方法无疑是有效果的,但工艺路线、过程都比较复杂,活性碳酸钙也可以用直接法来表征,即通过测定其疏水性、吸油值、PH值粘度、灼损度、粒径大小及分布等反映表面性能。
本实验即利用直接法表征活性碳酸钙表面性能,根据分析结果探讨各种因素对表面处理的影响,得出最佳的表面处理方法。
纳米碳酸钙制备及在造纸中的应用
物理 法 是 指采 用 碳 酸 钙 含 量 高 的方 解 石 、 理 大 石、 白垩 、 贝壳 、 灰石 等 为原 料 经 机 械 粉 碎 及超 细 石
研 磨 等制取 的产 品 , 称 为 重 质碳 酸 钙 。主 要 方 法 也 有 机 械加工 、 械粉 碎 、 机 干法超 细 粉碎 和湿 法超 细 粉 碎 。该 法所 得颗 粒形 状不 规则 , 径分 布较 宽 , 粒 一般 在 0 5 1 之 间[ .~ 0m 。用 物理 方 法 生 产 纳 米 级 超
1 1 物 理 法 .
复分解 法是 指将 水 溶性 钙盐 ( 氯化 钙) 如 与水溶 性 碳 酸盐 ( 如碳 酸铵 或 碳 酸 钠 ) 在 适 宜 条件 下 反 应 , 而 制得 碳酸 钙 的方法 。这 种方 法 可通 过控 制反应 物 浓 度及 生成 碳酸 钙 的 过 饱 和度 , 并加 入适 当 的添 加 剂 , 到球形 的 、 得 粒径 极小 、 比表 面积很 大 、 溶解性 很 好 的无定 形 碳酸 钙 。但 吸附在 碳 酸钙 中 的大量氯 离 子很 难 除尽 , 生产 中使 用 的倾 析 法往 往需 要 大 量 的 时 间和 洗 涤 用 水l 。制 取 不 同 晶形 的 产 品成 本 较 l 5 ] 高, 经济 上不 易过 关 , 目前 国 内外很 少采 用 。
纳 米碳 酸钙 制备 及在 造纸 中的应用
造纸用纳米碳酸钙研究探讨
中国 糟 彳 车工 业 07 第6 2 年 期 0
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论文 选 萃
The i ss
年 上 升 , 它 已 逐 渐 发 展 成 为 一 种 功 料 而 少 用 纸 浆 , 能 大 幅 度 地 降 低 生 要 求 。
能性填料I】 。 3
产 品 ,广 泛 应 用 于 橡 胶 、 油 漆 、 造 酸 钙 生 产 及 市 场 较 为 成 熟 , 美 国 、 纸 、食 品、化妆 品等各 行业 和部 门 。
日本 、英 国相 继 开 发 出百 余 种 商 品 差 、表 面 强 度小 等 缺点 。另 外 ,碳
近 年 来 随 着 纳 米 技 术 的 发 展 , 新 型 超 细 碳 酸 钙 系 列 。 日本 现 在 已 有 纺 酸 钙 表 面 亲 水 疏 油 ,呈 强 极 性 , 因 的 纳 米 碳 酸 钙 无 机 填 料 的 应 用 也 越 锤 型 、 立 方 型 、 针 型 、 锁 链 型 、 无 而 在 有 机 介 质 中 分 散 性 差 、 与 有 机 来 越 广 泛 了 。 纳 米 碳 酸 钙 是 指 粒 径 定 型 等 超 细 产 品 及 其 改 性 产 品 五 十 物 质 间 结 合 力 弱 , 易 造 成 界 面 缺 在 1~ 1 之 间 的 碳 酸 钙 产 品 , 多 种 ,年 产 量 超 过 24 万 吨 。 目前 , 陷 , 会 造 成 高 聚 物 的 某 些 性 能 降 0 m 0 n 由 于 碳 酸 钙 粒 子 的 超 细 化 , 其 晶 体 美 国 纳 米 碳 酸 钙 生 产 及 应 用 侧 重 于 低 , 特 别 是 过 量 填 充 , 使 高 聚 物 性 结 构 和 表 面 电 子 结 构 发 生 变 化 , 产 造 纸 、涂 料 业 ,美 国 M 司 已成 能 急 剧 下 降 。而 且 , 由于 纳 米碳 酸 TI公 生 了 普 通 碳 酸 钙 所 不 具 有 的 表 面 效 为 国 际 上 最 大 轻 质 碳 酸 钙 生 产 商 。 钙粒 子 的表 面 能 高 ,极 易 聚 集成 大 应 、 量 子 尺 寸 效 应 、 小 尺 寸 效 应 和 英 国 侧 重 于 高 档 涂 料 方 面 的 应 用 , 颗 粒 ,形 成 二 次 粒子 ,使 得 粒 径大 宏 观 量 子 隧 道 效 应 , 显 示 了 它 优 越 I I公 司 主 宰 着 国 际高 档 涂 料 用 超 于 1 nm ,从 而 影 响 纳 米 颗 粒 的 实 C 0 0 的 性 能 。 和 普 通 的 碳 酸 钙 相 比 , 纳 细 碳 酸 钙 市 场 【】 我 国 碳 酸 钙 的 生 际 应 用 效 果 。 为 提 高 纳 米 粒 子 在 有 2。 米 C aC O 粒 径 更 小 、 比 表 面 积 更 产 水 平 则 低 于 国 际 水 平 , 目 前 我 国 机 介 质 中 的 分 散 能 力 和 亲 和 力 ,需 大 , 因 此 被 广 泛 应 用 于 塑 料 、 橡 胶 、 碳 酸 钙 出 口 属 普 通 产 品 , 而 进 口属 要 对 纳 米 碳 酸 钙 进 行 表 面 改 性 。 目 涂 料 、 造 纸 、油 墨 等 工 业 中 … 。 精 细 产 品 、功 能 产 品 ,可 以看 出 中 前 , 纳 米 碳 酸 钙 在 工 业 中 的 用 量 逐
碳酸钙粉体改性研究进展
粉体颗粒间的斥力, 降低碳酸钙粉体颗粒间的引 力, 使其易于分散 ,还可以提高碳酸钙颗粒的表 面活性 , 善碳 酸钙 粉体 粒子 与其 他物 质 之 间 的 改
相 容性 , 使微 粒表 面 产生新 的物理 、 学 、 化 力学 性
能及新 的功能口 从而最大限度 的提高材料性能 1 , 和填充量 , 降低原料成本 , 进而拓宽碳酸钙粉体 的应用领域 , 使其成为具有功能性的新型改性填
关
键
词: 碳酸钙粉体 ; 表面改性 ; 机理 ; 改性效果
文献标识码 : A 文章编号 : 17 — 4 0 2 1 )10 7 - 3 6 1 0 6 (0 0 0 -0 8 0
中图分类号 : T 2 _ Q6 3 4
碳 酸钙 ( 包括 重 钙和 轻钙 ) 有原 料 易得 、 具 价
满足实 际应用 的功能性 改性填 充专 用料 。
碳酸钙粉体改性的方法很多 , 按改性方法原理可
分 为物理改性 和 化学改性 两种 。
21 物 理改 性 . 物理 改性 指 的是 表面 涂量 ( 称 之 为包覆 ) 或
1 改性 的 目的及 机 理
通 过 对 碳 酸钙 粉 体 表 面 改 性 可 增加 碳 酸 钙
指 的是 表 面涂量 ( 称之 为包 覆 ) 或 和表 面 吸 附 , 填
格低廉 , 稳定性好 、 色泽单纯 、 无毒等诸多优点 , 而被广泛用于塑料 、 橡胶 、 造纸 、 油墨、 建材 、 电线 电缆等领域 , 成为用量最大的填充材料。但 由于 碳酸钙属无机粉体 ,粒子表面是亲水疏油的, 呈
纳米碳酸钙的制备及在造纸中的应用
: 探 讨 了纳米碳 酸钙 的 发展 趋 势 。
I ・
随着 社会 的发展 .人 们对 加 工纸 尤其 是特 种 纸 及功 能纸 的需 求 不断 提高 .将 纳米 碳 酸钙 作 为功 能 性组 分加 入纸 张 涂料 体 系 中 .可 以提 高涂 层 表 面强 度 和平 滑度 . 较好 改 善涂 层油 墨 吸收 性 . 提高 彩色 纸 的涂 料 牢 固性 . 著 提高 纸 张 的抗 老 化性 能等 【 在 显 l 造纸 中扮演 着越 来越 重要 的角色
的磨 损小 , 且 能使 生产 的纸制 品更 加 均 匀 、 整 。 并 平
在 造纸业 中应 用广 泛 31作为 造纸填 料 . 纸 张 中加 入 填 料 的 主 要 目的 是 提 高 纸 张 的 白
凝 胶 法 制 备 纳米 碳 酸 钙 是 利 用 凝 胶 为 反 应 溶
剂 . C 和 C2 让 O 一 a 在凝 胶 中扩 散 , 应 生 成 纳 米 碳 + 反 酸钙 该 方法 主要用 于结 晶过程 的研究 ,晶核在凝
子 很难 除尽 .生产 中使 用 的倾 析法往 往 需要 大量 的
・
收稿 日期 :0 0 6 5 2 1 — —
时 间 和洗涤 用 水[ 制 取不 同 晶型 的产 品成 本较 高 . 5 1
1 9
天 津 造蝣
圄 可 皿 面 ≯
经 济上 不易过关 , 目前 国内外很少 采用 。
造纸用碳酸钙填料改性方法新进展
电性是 很难确 定 的 ,主要取 决于 碳酸 钙 的浓度 以及 水 的纯 度情 况 。因为碳 酸 钙粒子 在水 中会产生 部分 溶 解 ,晶体 的分解 和再 结 晶过程 就 会改变 粒子 的表
面 电性 。碳酸 钙在 水 中的 电性 是 由钙 离子 和碳 酸根 离 子决 定 ,而在水 中钙 离子 多于 碳酸 根离 子 , 因此
一
提 高填 料 留着 率 。 许 多高 分子 的有 机聚 合物都 可被 用来作 为 改性 剂 ,例如P I E 、聚环 氧 乙烷(E ) AM等 。此类 P O 、P
大 部分 改性 的方 法均 为将 碳酸 钙浆 料与 改性 剂 ,按 照一 定 比例 ,在 高速搅 拌 下混合 ,陈化一 定 时 间后
2 1 2 表 面耐 酸处理 ..
加填 纸 张的性 能 ,絮 聚粒 子可 以 影响其 本 身光散 射 性 能 ,从 而影 响纸 张的光学 性 能 ;而且 加填 纸 张的 孑 隙结 构也受 到填 料粒 子分 散程 度 的影 响 。一般 湿 L 法加 工 的GCC中含 有分散 剂 ,使得 粒子表 面带有 负
面 阳离子 化 以改变 表面 电荷 特性 ,因此使填 料 粒子
与纤 维 电性 相 反 ,附着 在纤 维表 面 ,从而提 高填 料 粒子 的保 留率 。
根据加拿大 的某项专利介绍 ,G l i 等人用3 c l 一 卜
12 , 一环 氧丙烷 ,聚氨基酰胺 或者多胺 来对碳酸钙填 料 粒子 的表 面进 行 改性处 理来 使其 表 面 阳离 子化 ,
纳米碳酸钙的合成、表面改性以及应用
纳米碳酸钙的合成、表面改性以及应用
一、本文概述
纳米碳酸钙作为一种重要的无机纳米材料,因其独特的物理化学性质,在多个领域具有广泛的应用前景。本文旨在全面介绍纳米碳酸钙的合成方法、表面改性技术以及其在不同领域的应用。我们将概述纳米碳酸钙的基本性质,包括其结构、形貌和主要性能。随后,我们将详细介绍纳米碳酸钙的各种合成方法,包括物理法、化学法以及生物法等,并分析各种方法的优缺点。在此基础上,我们将深入探讨纳米碳酸钙的表面改性技术,包括表面包覆、表面接枝等,以提高其分散性、稳定性和功能性。我们将概述纳米碳酸钙在橡胶、塑料、涂料、造纸、医药等领域的应用,展望其未来的发展趋势和应用前景。本文旨在为读者提供关于纳米碳酸钙的综合性知识,为其在科研和工业应用中的进一步研究和开发提供参考。
二、纳米碳酸钙的合成方法
干法合成主要是通过气-固相反应,将气态的二氧化碳与固态的氢氧化钙在高温下反应生成碳酸钙。这种方法设备简单,操作方便,但产品纯度低,颗粒尺寸大,分布不均,且能耗高,环境污染严重。
湿法合成则是将气态的二氧化碳通入到含有钙离子的水溶液中,
通过控制反应条件,如温度、压力、搅拌速度等,使二氧化碳与钙离子在水溶液中反应生成碳酸钙。湿法合成的产品纯度高,颗粒尺寸小,分布均匀,且易于进行表面改性。常用的湿法合成方法包括碳化法、沉淀法、乳液法等。
超重力法是一种新型的合成方法,它利用超重力场强化气液传质过程,使二氧化碳与钙离子在超重力环境下迅速反应生成碳酸钙。这种方法具有反应速度快,产物纯度高,颗粒尺寸小且分布均匀等优点,是一种具有广阔应用前景的合成方法。
造纸中碳酸钙填料应用的概述
灰石矿 业公司、 长兴硅 灰石公 司等老企业取得 长足发展 ,
一
些新兴企业如云南超微 细新材料有限公司 、辽宁金 岗
硅灰石公 司、江西新余南方硅灰石公司 、江西华杰泰公 司 、磐石环宇硅灰石公司 、黄士鑫溢矿产公 司、大连环 球矿产公司等发展势头也很强劲 ,在国 内外市场的竞争
的同时 ,保证原纸的施胶度 ,以避 免涂料 和表面胶 的迁
2 0 年约增长了 1 %。出 口口本及韩 国的产 品主要是超 04 0
细针状粉 , 多用 在 塑 料 行 业 , 格 约 4 0 5 美 元 /吨 。 价 0 ~4 0
我国硅灰石产品大多用于陶瓷坯料 ,产 品价格根据资源
品质不同而不同 ,出厂价约 为 10 0 0 ~30元 /吨 。虽然 闷 前硅灰石行业变现了整体盈利 ,但利润仍很低 ,特别是
产 品强度 的下降 , 同时 , 为使用碳酸钙填料创造条件 。 ) ( 3 优化造纸湿部化学体 系,优化纸页 的成形 ,使加 入的填
。
目前 ,我国硅灰石行业年产量 5 万吨 ,产 品出口到 5
日本、韩国及东南亚 等亚 洲国家和德国 、西班牙等欧洲 国家 ,出 l量达 2 万吨 ,占国际市场的 7 %。我国硅灰 j 0 0
力不断提升 。我 国的硅灰 石产量 和f 口量均位居世界第 } 1
超细碳酸钙粉体改性的四大原因及发展趋势
超细碳酸钙粉体改性的四大原因及发展趋势
对于碳酸钙粉体进行改性的问题,很多客户都会产生这么一个疑问,为什么碳酸钙粉体要进行表面改性,为什么要增加生产成本而进行表面改性,同时改性会不会影响原有下游产品的性能,那么今天就详细说说碳酸钙进行表面改性的4大理由。
1:拓宽应用领域
超细粉体由于比表面积大,未经过粉体表面改性剂改性的碳酸钙,在使用的过程中相容性差,而且很容易团聚、返粗絮凝,随着用量的增加,缺点也愈加明显,而经过表面改性的碳酸钙,亲水亲油性、吸油值降低、分散性、遮盖率、色泽也会更好,更好地应用于塑料、涂料、橡胶、造纸、密封胶、透气膜等高端领域,提高产品品质,同时进一步降低应用企业的生产成本。
2:提高碳酸钙粉体更多功能特性
未经表面改性的碳酸钙,只能作为传统的填充材料,一旦团聚或者遮盖率等因素影响,则会影响原有产品的性能,例如:表面包覆二氧化硅的碳酸钙,可部分代替白炭黑及补充白炭黑在某些性能上的不足。表面包覆金属的轻质碳酸钙,可提高橡胶制品的某些特殊性能。表面包覆二氧化钛的碳酸钙复合材料,可在一定程度上可替代钛白粉。用磷酸盐、铝酸盐、硅酸盐或钡盐处理等处理,可制备耐酸型碳酸钙。
3.提高碳酸钙制品附加值
未经改性的碳酸钙粉体在国内由于严重的产能过剩,价格战是行业的一个通病,但是经过粉体表面改性剂改性的碳酸钙,使用效果显著提升,提升下游制品的各项性能,用户体验好,产品价格自然随之增加,但是最终的成本反而下降不少。
4.碳酸钙行业发展趋势
国家发改委公布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》,已将普通级碳酸钙列为落后产品,后续将会继续加大淘汰力度,同时优化碳酸钙行业的体系,生产出高质量的碳酸钙产品。
碳酸钙的研究及发展应用概况
碳酸钙的研究及发展应用概况
摘要:本文介绍了碳酸钙的性质分类以及生产制备技术,概述了碳酸钙现有的在国内外应用的情况。
关键词:碳酸钙性质应用
1、前言
碳酸钙广泛存在于自然界中,是最常见的生物矿物质,同时也是目前用途最广泛的化工产品,作为一种性能优良的新型功能性纳米填料,被广泛应用于橡胶、塑料、造纸、纺织、涂料、油墨、日用品、医药等工业中,发挥添加剂和补强剂的作用,不仅可以填充增容、节约母料、降低成本,更能改善制品的表面色泽度,提高产品的综合性能。制备碳酸钙产品的原料主要为石灰石,价廉易得,生产过程工艺简单、能耗低,因此该领域已成为国内外研究开发的热点。
2、碳酸钙的性质及其分类
碳酸钙,一种化学性质比较稳定的微碱性无机化合物,是石灰岩(即石灰石)的主要成分,分子式为CaCO3,分子量为100.09,其中CaO占56.03%,CO2占43.97%。常温下微溶于水(Ksp=2.9×10-9),溶解度为0.0014,碳酸钙水溶液的pH 值为9.5~10.2,空气饱和碳酸钙水溶液的pH值为8.0~8.6。碳酸钙无毒、无刺激性,通常呈白色,相对密度是2.7~2.9。可与强酸发生剧烈反应,产物为水和相应的钙盐(例如CaCl2)同时放出CO2。
碳酸钙结晶形态常见的为四类:方解石、文石、球霰石和无定形碳酸钙。其中热力学最稳定晶型为方解石,是蛋壳以及某些疾病造成的结石的主要成分;稳定性次之的为文石,因密度是四种晶型中最大的,一般当做工业领域中的填料使用;文石和球霰石属于非稳晶态,它们的能量依次降低,溶解度也依次降低;无定形碳酸钙是碳酸钙的初始状态,在其基础上产生晶核,并进一步稳定增长成为无定形碳酸钙或生成其它晶型的晶体。在溶液体系中,通过长时间的放置,文石、球霰石和无定形碳酸钙皆会转变成最稳定的方解石。
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世上无难事,只要肯攀登
碳酸钙粉体在造纸中的应用及改性研究
随着世界范围的酸性造纸向中性和碱性造纸的变革,对碳酸钙在造纸工业中的应用带来了生机。
碳酸钙作为造纸填料具有如下优点:①白度高;②松厚性;③耐久性;④透气性;⑤可作为二氧化钛的补充剂;⑥磨蚀性低;⑦增进柔软性;⑧提高油墨吸收性能;⑨对紫外线吸收性低;⑩能控制燃烧性。其次在碱性抄纸时,碳酸钙作为一种碱性填料,它具有pH 值缓冲作用,使湿部的pH 值自然地稳定在7. 5~8. 0,这正是碱性施胶剂施胶的最佳pH 值。
碳酸钙用量的剧增主要有两方面原因:一是由于碱性造纸的发展使碳酸钙填料在造纸湿部的大量应用成为可能,另一个原因是20 世纪70 年代起细磨碳酸钙和超细碳酸钙的发展,使天然碳酸钙粒子细度能使纸张涂层光泽度等于或超过沉淀碳酸钙,致使细磨碳酸钙在涂布纸上的使用量急剧增加。研磨碳酸钙与高岭土相比最大的优势是成本低;其二是对涂布胶粘剂需要量少,可节约胶粘剂费用;其三是研磨碳酸钙有良好的流变性,涂料可以做到高固含量,有利于节省造纸机烘干能耗。造纸工业中所用的碳酸钙根据加工工艺的不同分为:重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
重质碳酸钙
重质碳酸钙即研磨碳酸钙(GCC)。重质碳酸钙是研磨石灰石制得的天然碳酸钙,从干法研磨发展到湿法研磨,研磨技术的突破及在研磨工艺中有关助剂的应用,使得GCC 粒径可以达到小于1. 5μm 在90%以上,平均粒径小于2μm,从而使品质大幅度提高,很大程度上扩大了在造纸领域的应用。
然而随着碳酸钙填料负荷的增加,纸张的强度、松厚度和挺度通常将降低。
填料隔断纤维与纤维之间的结合,造成损纸现象,限制了填料的添加量。因