اصلاح سطح نانو کربنات کلسیم

نانو کربنات کلسیم نوع جدیدی از مواد پودر جامد بسیار ریز است که در دهه 1980 ساخته شد و اندازه ذرات آن بین 0.01 تا 0.1 میکرومتر است. دقیقاً به دلیل ظرافت فوق العاده ذرات نانو کربنات کلسیم است که ویژگی هایی را ایجاد کرده است که کربنات کلسیم معمولی فاقد آن است، بنابراین نانو کربنات کلسیم به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شود.

نانو کربنات کلسیم دارای تاریخچه توسعه 50 ساله است و به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شود.

از آنجایی که نانو کربنات کلسیم دارای ویژگی های انرژی سطحی زیاد، پراکندگی کم و سطح آبدوست است، به طور ناقص در محیط های آلی پراکنده می شود و نانو کربنات کلسیم را نمی توان به طور مستقیم در محیط های آلی استفاده کرد.

هدف از اصلاح کربنات نانو کلسیم کاهش انسجام بین ذرات و بهبود قابلیت پخش آن است. بهبود فعالیت سطحی؛ بهبود سازگاری با سایر مواد؛ بهبود مقاومت اسید؛ تهیه نانو کربنات کلسیم با اشکال کریستالی خاص برای استفاده در صنایع مختلف.

روش‌های اصلاح نانو کربنات کلسیم معمولاً عمدتاً واکنش‌های پیوند و جفت شدن را اتخاذ می‌کنند، یعنی اتصال گروه‌های آلی خاص (مانند گروه‌های کربوکسیل و غیره)، عوامل جفت‌کننده، سورفکتانت‌ها و غیره بر روی سطح نانو کربنات کلسیم. اصلاح کننده های رایج شامل سورفکتانت ها، پلیمرها و عوامل جفت کننده هستند.

سورفاکتانت

سورفکتانت به صورت شیمیایی روی سطح ذرات کربنات کلسیم جذب یا واکنش نشان می دهد و لایه ای از ساختار چربی دوست را تشکیل می دهد که سازگاری خوبی با پرکننده ها و رزین ها دارد و ویسکوزیته پلیمر را بسیار کاهش می دهد. سورفکتانت های رایج مورد استفاده اسیدهای چرب (نمک ها)، اسیدهای رزینی، لیگنین و سورفکتانت های آنیونی/کاتیونی هستند.

پلیمر

این پلیمر سطح نانو کربنات کلسیم را اصلاح می کند، که می تواند سطح نانو کربنات کلسیم را بپوشاند تا یک لایه پوشش کامل و متراکم تشکیل دهد، پراکندگی را بهبود بخشد و مقاومت اسیدی را افزایش دهد. پلیمرهای رایج شامل اسید اکریلیک، نمک ها و ترپلیمرها هستند.

عامل جفت

بخشی از گروه‌های موجود در مولکول‌های عامل جفت‌کننده با گروه‌های عاملی واکنش می‌دهند تا پیوندهای شیمیایی قوی تشکیل دهند و بخش دیگر گروه‌ها می‌توانند تحت واکنش‌های شیمیایی یا درهم‌تنیدگی فیزیکی قرار گیرند. با کمک تک لایه “پل” می توان مواد معدنی و موجودات را با هم ترکیب کرد. مواد بسیار متفاوت کاملاً با هم ترکیب می شوند. عوامل جفت کننده پرمصرف بر اساس عناصر اصلی خود به سری های ارگانوسیلیکن، سری تیتانیوم، سری آلومینیومی، سری کروم و غیره طبقه بندی می شوند. متداول ترین عوامل جفت کننده، عوامل جفت کننده تیتانات و ارگانوسیلان ها هستند.

روش اصلاح سطح

• روش اصلاح واکنش شیمیایی محلی

روش اصلاح واکنش شیمیایی موضعی عمدتاً از واکنش شیمیایی بین گروه‌های عاملی روی سطح کربنات نانو کلسیم و عامل تصفیه برای دستیابی به هدف اصلاح استفاده می‌کند. فرآیند خاص به دو نوع تقسیم می شود: روش خشک و روش مرطوب.

روش خشک به این صورت است که پودر نانو کربنات کلسیم را در اصلاح کننده ریخته و پس از اجرا در اصلاح کننده سطح برای عملیات سطح قرار می دهیم. اصلاح خشک ساده و آسان است، بسته بندی مستقیم، حمل و نقل آسان است، اما پودر به دست آمده یکنواخت نیست، مناسب برای عوامل جفت مانند تیتانات است.

اصلاح مرطوب عبارت است از افزودن مستقیم اصلاح کننده به محلول کربنات نانو کلسیم برای عملیات اصلاح سطح. اثر اصلاحی اصلاح مرطوب خوب است، اما فرآیند پیچیده است و حمل و نقل ناخوشایند است، بنابراین برای سورفکتانت های محلول در آب مناسب است.

• روش اصلاح انرژی بالا

روش اصلاح با انرژی بالا روشی برای تصفیه سطحی پرکننده‌ها با استفاده از پلاسما یا پرتودهی است. این فناوری پیچیده، پرهزینه، ظرفیت تولید کم و اثر اصلاح ناپایدار است، بنابراین کمتر در صنعت استفاده می شود.

• روش مکانیکی

روش مكانوشيميايي براي كربنات كلسيم با ​​ذرات درشت موثرتر است. این می تواند نقاط فعال و گروه های فعال روی سطح نانومتری کربنات کلسیم را افزایش دهد و اثر اصلاح کننده های سطح آلی را افزایش دهد.

از روند توسعه در سال های اخیر، یک پیش بینی ساده در مورد روند بازار نانو کربنات کلسیم در آینده انجام می دهیم: از وضعیت چند سال گذشته، نانو کربنات کلسیم روند رو به رشدی را نشان می دهد و در آینده، آن را نشان می دهد. با نرخ 20 درصد خواهد بود. ادامه رشد. مقیاس بازار نیز به گسترش خود ادامه خواهد داد و پتانسیل های پنهان بازار همچنان مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

منبع مقاله: شبکه پودر چین