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 ●碳酸鈣的活化機(jī)理

▼能對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性的物質(zhì)很多,但以往的研究大多集中在用有機(jī)酸對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性,并制成相應(yīng)的活性碳酸鈣商品。由于有機(jī)酸在碳酸鈣表面上的作用主要是物理吸附過程,在與樹脂的混合過程中,在碳酸鈣與樹脂界面間提供潤(rùn)滑作用,所以用有機(jī)酸改性,可以改變物料的流變性能和加工性能,對(duì)制品的物理性能幾乎沒有改進(jìn)。近年來,經(jīng)深入研究表明,用偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行改性時(shí),偶聯(lián)劑分子的親無機(jī)端和親有機(jī)端分別能與碳酸鈣的表面和有機(jī)樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時(shí)與有機(jī)樹脂產(chǎn)生纏結(jié)作用,在交聯(lián)劑存在下,也能出現(xiàn)交聯(lián)現(xiàn)象。這一作用不僅改變了碳酸鈣的表面極性,也增大了碳酸鈣與有機(jī)樹脂的界面粘合力,所以用偶聯(lián)劑改性,不僅可以改善碳酸鈣填充制品加工性能,同時(shí)也可改善制品的物理機(jī)械性能。

▼對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性較為有效的是鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑。但用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理過的碳酸鈣在某些聚合物中使用時(shí)會(huì)由于氧化而變色,處理過的碳酸鈣在存放期間或在填充制品的加工過程中,鈦酸酯分子的親有機(jī)端易發(fā)生水解或醇解,同時(shí)鈦酸酯的熱分解溫度也較鋁酸酯偏低,因此選用鋁酸酯偶聯(lián)劑處理碳酸鈣較為理想。用鋁酸酯偶聯(lián)劑活化碳酸鈣的機(jī)理如下:鋁酸酯偶聯(lián)劑的分子系屬兩親結(jié)構(gòu),一端為親無機(jī)基團(tuán),一端為親有機(jī)基團(tuán)。偶聯(lián)劑作用于碳酸鈣表面時(shí),由于*表面的鈣離子及碳酸根離子與大氣中水分子接觸,并發(fā)生水解,產(chǎn)生具有堿性的、疏油的羥基表面。

CaCO3 + H2O = Ca (OH) 2 + CO2 ↑             

碳酸鈣的表面羥基可與鋁酸酯偶聯(lián)劑的親無機(jī)端發(fā)生化學(xué)結(jié)合,產(chǎn)生表面改性的碳酸鈣粒子。這些表面改性的碳酸鈣粒子與樹脂共混,偶聯(lián)劑分子的親有機(jī)端可與樹脂的分子發(fā)生纏結(jié)作用。由于偶聯(lián)劑的作用,使碳酸鈣具有活化機(jī)能,提高了與有機(jī)樹脂的親和力,達(dá)到對(duì)樹脂的改性及增強(qiáng)效果。

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