Ненасыщенные частицы Ca2+ и CO32-, образующиеся при механическом измельчении тяжелого карбоната кальция, легко реагируют с адсорбированными молекулами воды с образованием гидроксильных групп, что делает тяжелый карбонат кальция гидрофильным. Однако органические полимеры бывают липофильными и гидрофобными. Противоположные поверхностные свойства этих двух материалов приводят к плохой совместимости, неравномерному диспергированию и слабому межфазному связыванию тяжелого карбоната кальция в матрице органического полимера, что позволяет композитным материалам на полимерной основе легко создавать дефекты интерфейса во время использования и снижать их характеристики. Поэтому поверхность тяжелого карбоната кальция должна быть органически модифицирована.
В настоящее время широко используемые модификаторы поверхности можно в основном разделить на связующие агенты, поверхностно-активные вещества, композиционные модификаторы, супердиспергаторы и неорганические вещества.
Модификаторы поверхности связующего агента
Механизм модификации алюминатного связующего агента для модификации тяжелого карбоната кальция заключается в том, что алкоксигруппа на одном конце алюминатной структуры химически реагирует с гидрофильной гидроксильной группой на поверхности CaCO3.
Механизм модификации титанатного связующего агента для модификации карбоната кальция заключается в том, что титанатный связующий агент образует химическую связь Ti-O с CaCO3, образуя новую молекулярную пленку на поверхности CaCO3, которая является гидрофобной и повышает текучесть CaCO3.
Силановые связующие агенты широко используются, но обычные силановые связующие имеют небольшое количество гидроксильных групп и с трудом вступают в химическую реакцию с тяжелым CaCO3. Цена силанового связующего агента, способного успешно модифицировать тяжелый CaCO3, высока, и их сложно производить в промышленных масштабах.
Модификаторы ПАВ
Поверхностно-активные вещества на основе жирных кислот представляют собой анионные поверхностно-активные вещества. Структура одного конца молекулярной цепи представляет собой длинноцепочечную алкильную структуру, аналогичную структуре полимера, поэтому она может быть хорошо совместима с полимерной матрицей, тогда как структура другого конца молекулярной цепи представляет собой полярную группу, которая может физически и химически вступать в реакцию с поверхностью CaCO3.
Механизм модификации фосфатных поверхностно-активных веществ заключается в том, что фосфат химически реагирует с CaCO3 с образованием фосфатного покрытия, тем самым изменяя поверхность CaCO3 с гидрофильной на гидрофобную.
Поверхностно-активные вещества на основе четвертичных аммониевых солей представляют собой катионные поверхностно-активные вещества. Один конец молекулярной цепи может сшиваться с полимером, а другой конец может адсорбироваться на поверхности CaCO3 за счет положительного заряда.
Модификаторы обработки сложных соединений
Модификаторы обработки соединения соединениями в основном основаны на связующих агентах и комбинируются с поверхностно-активными веществами или сшивающими агентами для модификации CaCO3, а их синергетический эффект используется для достижения лучших эффектов модификации для увеличения поверхностной активности CaCO3.
Гипердисперсантные модификаторы
Гипердисперсанты представляют собой амфифильные структуры, один конец которых представляет собой якорную группу, способную адсорбироваться на поверхности твердых частиц, а другой конец представляет собой сольватированную цепочку, легко диспергируемую в полярной матрице. Различные сольватированные цепи пригодны для диспергирования в разных полярных матрицах.
Неорганические модификаторы
Неорганические модификаторы часто используются для снижения значения pH тяжелого CaCO3, повышения его кислотостойкости и улучшения диспергируемости CaCO3 в воде. В их состав в основном входят конденсированная фосфорная кислота, кремнезем и т. д.
Модификация поверхности играет жизненно важную роль в повышении практической ценности и производительности тяжелого карбоната кальция. При переработке и производстве следует усилить исследования модификаторов, а модификаторы поверхности, вспомогательные модификаторы и модифицирующее оборудование следует целенаправленно выбирать в соответствии с механизмом модификации поверхности, свойствами основного материала, технологией технологии обработки. и другие требования.