新型有机改性剂对重质碳酸钙表面改性效果的影响
2022-03-21
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核心提示:硬脂酸和铝酸酯F-2四种改性剂对重质碳酸钙的改性效果更好。
重质碳酸钙在机械粉碎过程中产生的Ca2+和CO32-不饱和质点容易和吸附的水分子发生反应产生羟基,使得重质碳酸钙具有亲水性,但是有机聚合物亲油疏水,两者表面性质相反导致重质碳酸钙在有机聚合物基体中的相容性差,分散不均匀,界面结合力弱,致使高聚物基复合材料在使用过程中容易产生界面缺陷,使用性能下降,因此必须对重质碳酸钙进行表面有机改性。
梁朝等选用表面活性剂类新型改性剂JST-9001(聚氧乙烯醚型复合改性剂)、JST-9002(磷酸酯型复合改性剂)、JST-9003(聚氧乙烯醚型复合改性剂)、JST-9004(磷酸酯型复合改性剂)以及常用表面改性剂硬脂酸、铝酸酯F-2、氨基硅油585C和羟基硅油对两种重质碳酸钙进行干法表面有机改性,研究改性重质碳酸钙样品吸油值、活化指数、油相分散稳定性和纯水润湿接触角随改性剂用量的变化规律,并采用红外光谱(FTIR)、热重(TG)等技术手段探究改性重质碳酸钙粉体的表面结构、特性及改性剂与重质碳酸钙的界面作用机理,结果表明:
1)相比于JST-9002、JST-9004、羟基硅油和氨基硅油585C,JST-9001、JST-9003、硬脂酸和铝酸酯F-2四种改性剂对重质碳酸钙的改性效果更好。2)新型改性剂JST-9001和JST-9003可在低改性剂用量(0.50%)的情况下获得比硬脂酸和铝酸酯F-2更优的改性效果。JST-9001和JST-9003改性C525重质碳酸钙样品的吸油值分别为0.11mL/g和0.10mL/g,活化指数分别为98.77%和99.19%,浊度变化率为4.06%和5.30%,润湿接触角分别为154.2°和151.4°;改性C1000重质碳酸钙样品的吸油值分别为0.14mL/g和0.15mL/g,活化指数分别为89.73%和93.77%,浊度变化率分别为16.04%和9.59%,润湿接触角为91.9°和87.7°。3)优化用量下JST-9001和JST-9003改性剂分子中的亲水基与重质碳酸钙表面的—OH发生键合作用,改性剂分子层包覆于重质碳酸钙颗粒表面,因此重质碳酸钙表面性质发生改变,由亲水性转变为疏水性,且吸油值显著下降。