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【冠亞技術CS-002碳酸鈣水分(fēn)測定儀】重質碳酸鈣是一(yī)種用途廣泛的化工(gōng)原料,作爲填充劑和補強劑被廣泛應用于造紙(zhǐ)、塑料、塗料、橡膠、油墨、食品、化妝品等行業中(zhōng),不僅能增加産品體(tǐ)積,節約原料,降低成本,而且能提高制品的物(wù)理性能、印刷性能和尺寸定型等。
重質碳酸鈣的改性方法
傳統意義上講,重質碳酸鈣的改性方法,要考慮其應用領域、加工(gōng)方式、共混對象,來選擇不同的改性劑和改性方法。但台灣和許多西方國家更注重在重質碳酸鈣研磨時,對其進行助磨改性,全面提升粉體(tǐ)的分(fēn)散性、親和性等基礎品質,使改性重質碳酸鈣的填充效果達到最佳。綜合來講,目前重質碳酸鈣的改性方法有以下(xià)幾種:物(wù)理塗覆硬脂酸改性、化學表面改性、機械力化學改性、表面沉積改性和高能表面改性等。其中(zhōng)化學改性包括偶聯劑(矽烷偶聯劑、钛酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑)改性、複合偶聯改性劑改性、聚合物(wù)包覆改性和有機物(wù)改性等方法。從實際生(shēng)産應用看,上述方法不同程度地改善了粉體(tǐ)分(fēn)散性性和活化效果,但在穩定性和性價比評估上,下(xià)遊莫衷一(yī)是,都還有改善提高的空間。助磨劑注重在重質碳酸鈣質點活性最強時進行改性,保證了包覆性最佳,使兩親性的狀态持久穩定,進而徹底解決二次團聚和細粉吸油量高的問題,從根本上提升粉體(tǐ)的流動性和分(fēn)散性,極大(dà)優化分(fēn)級效果,在提高粉廠增加值的同時,使下(xià)遊工(gōng)廠擴大(dà)填充量,改善加工(gōng)工(gōng)藝。
助磨劑改性的特點和優勢
(一(yī))助磨劑改性的特點
助磨劑改性,是在研磨粉體(tǐ)時将配好的助磨劑漿液從設備進料口噴灑在石料上,在磨機中(zhōng)通過循環風、機械力和高溫的環境作用,自然形成對顆粒的包裹,打破研磨過程中(zhōng)粉碎和團聚的平衡,同時降低顆粒的極性,達到減少團聚、改善親油、提高産能和粉體(tǐ)流動性的效果。
1、改性場景前移:從改性機前移到磨機中(zhōng),突出的特征是對時間點的把握,同時利用了強勁的風力及分(fēn)級機瞬間高溫,提高了助劑包覆的均勻性和質點的活性粘合效果。
2、純粹物(wù)理包覆:盡管包覆過程中(zhōng),有離(lí)子與高分(fēn)子基質形成界面黏結,但整個改性過程,沒有化學反應,純粹是一(yī)種物(wù)理包覆,不影響研磨工(gōng)藝,對設備無腐蝕,反而對整個研磨過程具有明顯的潤滑效果。
(二)助磨劑改性的優勢
1、從源動能上消除粉體(tǐ)的二次團聚
重質碳酸鈣要達到補強的效果,要求粒徑盡可能小(xiǎo),但是小(xiǎo)粒徑的重質碳酸鈣本身具有極大(dà)的比表面積和表面能(即相對于破碎力的反向團聚力),容易引起團聚形成大(dà)顆粒,這些大(dà)顆粒在高分(fēn)子基質中(zhōng),就會成爲應力集中(zhōng)點,影響制品的性能甚至無法在下(xià)遊加工(gōng)。助磨劑改性不同傳統改性方法,是在粉體(tǐ)表面能最強時、也就是循環破碎的同時,進行無數層次的包覆,徹底消除了二次團聚的源動能,同時輔以抗靜電和耐溫劑,同時消除熱聚能和靜電引力,有效地保證了穩定耐久的分(fēn)散性和流動性。
2、從根本上改善粉體(tǐ)表面的親油性
重質碳酸鈣表面具有許多羟基,水易被吸收,使重質碳酸鈣顆粒表面親水疏油,呈極性,很難在呈非極性的有機高分(fēn)子基質中(zhōng)均勻分(fēn)散,并且與高分(fēn)子基質形成的界面黏結性差。将親水疏油的極性轉化爲表面親油性是改性粉體(tǐ)的主要目标,也是解決粉體(tǐ)顆粒與有機高分(fēn)子相溶的主要手段。助磨劑改性的優勢,重點體(tǐ)現在對時間點和包覆機理的把握。
(1)重質碳酸鈣是由天然碳酸鹽礦物(wù)磨碎而成,在粉碎過程中(zhōng)礦物(wù)進行反向解離(lí),露出不飽和質點Ca2+和CO32-,而Ca2+和CO32-這些質點的不飽和程度很高,活性很強,可與附着在其表面的水分(fēn)進行作用,發生(shēng)水解,形成活性點。助磨劑改性就是利用顆粒研磨時重質碳酸鈣表面的質點活性最強時進行改性。實踐證明,此時是改變粉體(tǐ)親水疏油性,降低表面極性的最佳時段,對提高改性重質碳酸鈣在基體(tǐ)中(zhōng)的分(fēn)散性和相容性效果顯著;
(2)助磨劑包覆改性與物(wù)理塗覆硬脂酸改性在形式上相似,是一(yī)種的物(wù)理作用過程。助磨劑(以台灣巴斯化工(gōng)公司SL-48助磨劑爲例)的分(fēn)子結構是兩親性結構,一(yī)部分(fēn)爲親水基團(常見的-OH、-NH2、-NR3+、-COOH、-SO3H等官能團),它們可通過離(lí)子鍵、共價鍵、氫鍵及粉碎、摩擦等機械力,緊緊地吸附在固體(tǐ)顆粒表面,防止助磨劑與重質碳酸鈣表面脫附;而另一(yī)部分(fēn)爲親油溶劑化鏈(如聚酯、聚丙烯酸酯等),它的聚合物(wù)分(fēn)子鏈很長,可以有效地防止重質碳酸鈣粒子的再次團聚,适合分(fēn)散在不同極性基體(tǐ)中(zhōng)。對比硬脂酸塗覆改性,效果就比助磨劑差許多,它的親油基團是烷基的,結構雖與聚合物(wù)相似,但隻有17個C原子,在非水性分(fēn)散體(tǐ)系中(zhōng)不能形成足夠大(dà)的空間位阻效應,穩定性差,使親水基團與極性較低或非極性的顆粒易解吸,而導緻分(fēn)散後離(lí)子的重新絮凝,形成團聚顆粒。
所以助磨劑改性與重質碳酸鈣顆粒表面結合力更強,幾乎不會發生(shēng)解吸,這些優點爲重質碳酸鈣在填充塑料、顔料、油墨、塗料等行業中(zhōng)的廣泛
應用提供了優良的基礎品質保證。
3、提高生(shēng)産效率
助磨劑漿液大(dà)部分(fēn)是經超導體(tǐ)處理,呈小(xiǎo)分(fēn)子狀态,具有高頻(pín)滲透作用,在風力與機械力作用下(xià),使大(dà)顆粒的碳酸鈣粒子加速分(fēn)解成較小(xiǎo)甚至微米級、納米級的顆粒,有效地提高磨機産能,同時磨機單位産量的提高,促使體(tǐ)系溫度升高,内能增大(dà),增強重質碳酸鈣顆粒表面的化學活性,易與改性劑發生(shēng)附着,使重質碳酸鈣顆粒的内能降低,處于較穩定的狀态。
除此之外(wài),助磨劑(SL-48)還有許多其他延展功能,如:有效降低吸油值、增加沉降體(tǐ)積、分(fēn)級效果顯著、改變折射率提高制品光潔度等等,不再一(yī)一(yī)贅述。台灣宜蘭梅林白(bái)石化工(gōng)有限公司宋明龍先生(shēng)等專家主持,在台灣久九牌豎立型1100設備上研磨1250目重質碳酸鈣粉體(tǐ)時,加入0.12%比例的SL-48助磨劑(1:40比例稀釋),對重質碳酸鈣進行助磨和表面改性,使改性後重質碳酸鈣的吸油值降低,流動性增加,分(fēn)級效果顯著,粒徑分(fēn)布也變窄,在非極性和極性基體(tǐ)中(zhōng)均能夠均勻分(fēn)散和潤濕,體(tǐ)現了優良的親水親油性能。