การดัดแปลงพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต

นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นวัสดุผงแข็งพิเศษชนิดใหม่ที่พัฒนาขึ้นในปี 1980 และมีขนาดอนุภาคอยู่ระหว่าง 0.01 ถึง 0.1 ไมโครเมตร เป็นเพราะความวิจิตรพิเศษของอนุภาคนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ผลิตลักษณะเฉพาะที่แคลเซียมคาร์บอเนตธรรมดาไม่มี ดังนั้นนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ

นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีประวัติการพัฒนา 50 ปีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ

เนื่องจากนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีลักษณะของพลังงานพื้นผิวขนาดใหญ่ การกระจายตัวต่ำ และพื้นผิวที่ชอบน้ำ จึงกระจายตัวอย่างไม่สมบูรณ์ในตัวกลางอินทรีย์ และไม่สามารถใช้นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตโดยตรงในตัวกลางอินทรีย์

จุดประสงค์ของการดัดแปลงนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตคือเพื่อลดการเกาะติดกันระหว่างอนุภาคและปรับปรุงการกระจายตัว ปรับปรุงกิจกรรมพื้นผิว ปรับปรุงความเข้ากันได้กับสารอื่น ๆ ปรับปรุงความต้านทานต่อกรด เตรียมนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีรูปทรงคริสตัลเฉพาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ

วิธีการดัดแปลงของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมักใช้ปฏิกิริยาการต่อกิ่งและการมีเพศสัมพันธ์ กล่าวคือ การเชื่อมหมู่อินทรีย์บางกลุ่ม (เช่น หมู่คาร์บอกซิล เป็นต้น) สารจับคู่ สารลดแรงตึงผิว ฯลฯ บนพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต สารปรับสภาพที่ใช้ทั่วไปรวมถึงสารลดแรงตึงผิว โพลีเมอร์ และสารจับคู่

สารลดแรงตึงผิว

สารลดแรงตึงผิวดูดซับหรือทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อสร้างชั้นของโครงสร้าง lipophilic ซึ่งเข้ากันได้ดีกับสารตัวเติมและเรซิน และลดความหนืดของพอลิเมอร์อย่างมาก สารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กรดไขมัน (เกลือ) กรดเรซิน ลิกนิน และสารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบ/ประจุบวก

พอลิเมอร์

โพลีเมอร์ปรับเปลี่ยนพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งสามารถเคลือบพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตให้เป็นชั้นเคลือบที่สมบูรณ์และหนาแน่น ปรับปรุงการกระจายตัว และเพิ่มความทนทานต่อกรด โพลีเมอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กรดอะคริลิก เกลือ และเทอร์โพลีเมอร์

ตัวแทนข้อต่อ

ส่วนหนึ่งของกลุ่มในโมเลกุลของสารจับคู่ทำปฏิกิริยากับหมู่ฟังก์ชันเพื่อสร้างพันธะเคมีที่แรง และส่วนอื่น ๆ ของกลุ่มสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือพัวพันทางกายภาพ ด้วยความช่วยเหลือของโมโนเลเยอร์ของ “การเชื่อม” แร่ธาตุและสิ่งมีชีวิตสามารถรวมกันได้ วัสดุที่แตกต่างกันมากถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา สารต่อพ่วงที่ใช้กันทั่วไปแบ่งออกเป็นซีรีส์ออร์กาโนซิลิคอน ซีรีส์ไททาเนียม ซีรีส์อะลูมิเนียม ซีรีส์โครเมียม ฯลฯ ตามองค์ประกอบหลัก สารจับคู่ที่ใช้กันมากที่สุดคือสารจับคู่ไททาเนตและออร์กาโนซิเลน

วิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิว

• วิธีการดัดแปลงปฏิกิริยาเคมีในท้องถิ่น

วิธีการดัดแปลงปฏิกิริยาเคมีในท้องถิ่นส่วนใหญ่ใช้ปฏิกิริยาเคมีระหว่างกลุ่มการทำงานบนพื้นผิวของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตและสารบำบัดเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการดัดแปลง กระบวนการเฉพาะแบ่งออกเป็นสองประเภท: วิธีแห้งและวิธีเปียก

วิธีแบบแห้งคือการใส่ผงแคลเซียมคาร์บอเนตนาโนลงในโมดิฟายเออร์ จากนั้นจึงใส่สารปรับสภาพพื้นผิวสำหรับการรักษาพื้นผิวหลังการวิ่ง การดัดแปลงแบบแห้งนั้นง่ายและสะดวก บรรจุภัณฑ์โดยตรง ง่ายต่อการขนส่ง แต่ผงที่ได้รับไม่เหมือนกัน เหมาะสำหรับสารต่อพ่วงเช่นไททาเนต

การดัดแปลงแบบเปียกคือการเพิ่มตัวดัดแปลงโดยตรงไปยังสารละลายนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตสำหรับการปรับสภาพพื้นผิว ผลการดัดแปลงของการดัดแปลงแบบเปียกนั้นดี แต่กระบวนการนี้ซับซ้อนและการขนส่งไม่สะดวก ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับสารลดแรงตึงผิวที่ละลายน้ำได้

• วิธีการดัดแปลงพลังงานสูง

วิธีการดัดแปลงพลังงานสูงเป็นวิธีการรักษาพื้นผิวของสารตัวเติมโดยใช้พลาสมาหรือการฉายรังสี เทคโนโลยีนี้มีความซับซ้อน ค่าใช้จ่ายสูง กำลังการผลิตต่ำ และผลกระทบจากการปรับเปลี่ยนที่ไม่เสถียร ดังนั้นจึงมีการใช้ในอุตสาหกรรมน้อยลง

• วิธีการทางกลศาสตร์

วิธีการทางกลเคมีมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีอนุภาคขนาดใหญ่ สามารถเพิ่มจุดแอคทีฟและกลุ่มแอคทีฟบนผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนเมตร และปรับปรุงผลกระทบของสารปรับสภาพพื้นผิวอินทรีย์

จากแนวโน้มการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราคาดการณ์แนวโน้มตลาดของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตอย่างง่ายๆ ในอนาคต จากสถานการณ์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีแนวโน้มเติบโต และในอนาคต จะอยู่ที่อัตรา 20% เติบโตอย่างต่อเนื่อง ขนาดของตลาดจะยังคงขยายตัวต่อไป และจะมีการสำรวจศักยภาพที่ซ่อนอยู่ของตลาดต่อไป

ที่มาของบทความ: China Powder Network