Kalsium karbonat adalah senyawa anorganik yang menyukai air. Ia memiliki banyak struktur hidroksil di permukaannya. Ia memiliki sedikit afinitas terhadap polimer organik. Ia membentuk agregat dengan mudah tetapi tersebar secara tidak merata di dalamnya. Hal ini menciptakan cacat pada antarmuka antara material komposit. Penerapan langsung memberikan hasil yang buruk. Cacat ini menjadi lebih jelas seiring bertambahnya jumlah pengisian. Pengisian yang berlebihan bahkan dapat membuat produk tidak dapat digunakan. Untuk meningkatkan efek penguatan kalsium karbonat, kita perlu memodifikasi bubuknya. Kita juga perlu meningkatkan dispersinya pada komposit. Hal ini akan meningkatkan sifat fisik komposit berisi kalsium karbonat. Kita harus menggunakan metode yang berbeda untuk memperluas penggunaan material. Ini akan menjadikannya bahan yang fungsional, memperkuat, dan mengisi.
Ada dua cara utama untuk memodifikasi kalsium karbonat. Salah satunya adalah mengubah ukuran partikel. Hal ini membuat partikel menjadi halus atau sangat halus. Ini meningkatkan dispersibilitasnya dalam resin. Perubahan ini membuat plastik, karet, dan produk lainnya menjadi lebih kuat. Ia melakukannya dengan membiarkan partikel memperkuatnya. Partikelnya kecil dan mempunyai luas permukaan spesifik yang besar.
Cara lainnya adalah dengan memperbaiki permukaan bedak. Ini mengubahnya dari hidrofilik menjadi lipofilik. Hal ini meningkatkan kompatibilitas bubuk dengan resin organik. Hal ini juga meningkatkan pengolahan dan sifat fisik dan mekanik produk.
Metode ini terutama menggunakan pengubah permukaan untuk mengaktifkan permukaan kalsium karbonat. Berikut ini memperkenalkan beberapa pengubah permukaan utama untuk kalsium karbonat.
Pengubah anorganik
Dispersan elektrolit anorganik menempel pada permukaan nano kalsium karbonat. Mereka dapat melakukan dua hal. Pertama, mereka menciptakan tolakan elektrostatik yang kuat dengan meningkatkan potensi permukaan. Kedua, mereka menimbulkan efek tolakan spasial yang kuat.
Pada saat yang sama, hal ini juga dapat membuat permukaan nano kalsium karbonat lebih mudah dibasahi oleh air. Ini mencegahnya menggumpal di dalam air.
Zat anorganik biasanya digunakan. Mereka terutama mencakup asam fosfat terkondensasi, aluminat, dan garam anorganik. Mereka juga memiliki ion asam, alkali, tawas, dan anorganik. Nano kalsium karbonat memiliki ketahanan asam yang buruk. Ini membatasi cakupan penggunaannya. Asam fosfat dapat mengubah permukaannya. Ini membentuk lapisan yang lengkap dan padat. Lapisan ini menggunakan efek hidrofobik. Ia juga menggunakan penghalang sterik agar tidak menyentuh ion hidrogen bagian dalam. Hal ini dapat meningkatkan penyebaran dan aktivasi kalsium karbonat. Hal ini juga akan meningkatkan ketahanan terhadap asam dan memperluas penerapannya.
PH produk adalah dari 5,0 hingga 8,0. Ini turun 1,0~5,0 dari sebelum pengobatan. Produk ini sulit larut dalam asam lemah seperti asam asetat. Ini memiliki ketahanan asam yang baik. Produk ini dapat digunakan di industri. Ini termasuk plastik, karet, pelapis, pembuatan kertas, makanan, dan pasta gigi.
Asam lemak dan pengubah garamnya
Pengubah asam lemak atau stearat adalah pengubah pengisi kalsium karbonat tradisional. Bahan ini tidak mahal dan mempunyai efek modifikasi yang baik pada bahan pengisi kalsium karbonat. Jenis pengubah ini terutama alifatik, aromatik, atau aralkil. Ini mengandung gugus hidroksil, amino, atau tiol. Salah satu ujung molekul asam lemak ini adalah gugus alkil rantai panjang. Ini bagus dalam menggabungkan dengan polimer. Ujung RCOO yang lain dapat berikatan dengan ion kalsium pada permukaan kalsium karbonat. Ikatan ini membentuk lapisan pelapis aktif. Ini mencegah partikel kalsium karbonat menggumpal. Asam lemak yang umum digunakan adalah asam stearat dan garamnya. Selain itu, lignin, asam resin, dan garamnya juga dapat digunakan untuk mengolah permukaan kalsium karbonat.
Jea dkk. Saya mempelajari pengaruh kalsium karbonat termodifikasi asam stearat pada aliran polipropilen. Hasilnya menunjukkan bahwa hal ini sangat meningkatkan kekuatan dan ketangguhan polipropilen.
Pengubah fosfat
Ester fosfat terutama mengubah bubuk kalsium karbonat. Hal ini dilakukan dengan mereaksikan Ca2+ dengan permukaan bubuk untuk membentuk ester. Ini membentuk garam kalsium fosfat pada permukaan bubuk. Ini mengubah sifat bedak. Senyawa ester fosfat dapat memodifikasi bubuk kalsium karbonat. Hal ini dapat sangat meningkatkan kemampuan proses dan kekuatan komposit. Ini juga meningkatkan ketahanan asam dan keamanan kebakaran.
Yan dkk. mempelajari struktur mikro dan sifat fisik komposit nano-kalsium karbonat termodifikasi fosfat baru PVC/. Hasil penelitian menunjukkan komposit PVC nano-kalsium karbonat yang dimodifikasi banyak menguatkan. Ini meningkatkan sifat fisik mereka.
Pengubah agen kopling
Bahan penggandeng adalah zat dengan struktur amfifilik. Salah satu bagian molekul memiliki gugus polar hidrofilik. Mereka dapat bereaksi dengan gugus fungsi pada permukaan bubuk. Ini membentuk ikatan kimia yang kuat. Bagian lainnya memiliki gugus hidrofobik non-polar. Mereka dapat bereaksi atau kusut dengan polimer organik. Tindakan ini dengan kuat menggabungkan bubuk kalsium karbonat dan matriks polimer. Ini adalah dua bahan dengan sifat yang sangat berbeda. Mereka menggabungkannya melalui lapisan antarmuka.
Namun, metode ini mempunyai tiga masalah. Pertama, harga alat penggandeng yang mahal. Kedua, polimer yang berbeda bersifat selektif terhadap polimer yang berbeda. Selain itu, bila digunakan pada beberapa polimer, warnanya dapat berubah. Bahan-bahan tersebut juga rentan rusak selama penyimpanan atau pencampuran.
Lusinan bahan digunakan untuk merawat permukaan kalsium karbonat. Mereka digunakan baik di dalam maupun luar negeri. Bahan penghubung yang umum digunakan termasuk silan, titanat, dan aluminat. Ada juga agen kopling komposit, dll.
Pengenalan 4 bahan penghubung untuk kalsium karbonat yang dimodifikasi
Agen penghubung silan
Bahan penggandeng silan dikembangkan sejak awal dan merupakan jenis bahan penggandeng yang paling banyak digunakan. Untuk sebagian besar bahan penggandeng silan, gugus hidroksilnya terlalu sedikit. Jadi, sulit atau bahkan tidak mungkin bereaksi dengan kalsium karbonat berat. Bahan penggandeng resin dan silan hanya termodifikasi jika keduanya mempunyai gugus serupa. He Yi dkk. Mereka memilih agen kopling silan KH560. Mereka menggunakannya untuk memodifikasi permukaan kalsium karbonat berat. Mereka memasukkan kalsium karbonat berat yang dimodifikasi ke dalam resin epoksi. Hal ini meningkatkan stabilitas termal, kompatibilitas, dan ketahanan korosi pada lapisan epoksi.
Agen kopling Titanate
Agen Kopling Titanate adalah sebuah produk. Perusahaan Petrokimia Kenrich di Amerika mengembangkannya. Mereka dibuat pada akhir tahun 1970an. Agen Kopling Titanate dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan Struktur Molekul. Ada empat jenis: monoalkoksi, monoalkoksi pirofosfat, koordinasi, dan khelat. Diantaranya, jenis monoalkoksi baik untuk sistem pengisi kering. Sistem ini tidak mengandung air bebas. Mereka hanya memiliki air yang terikat secara kimia atau terikat secara fisik. Tiga jenis bahan penggandeng titanat lainnya tidak memiliki persyaratan kadar air.
Agen Kopling Titanate Mempengaruhi Kalsium Karbonat Berat. Industri karet menggunakannya untuk mengurangi jumlah karet dan antioksidan. Ini juga meningkatkan ketahanan aus produk dan kinerja anti-penuaan. Bahan penghubung ditambahkan ke kalsium karbonat berat dalam lapisan. Ini meningkatkan dispersibilitas, fluiditas, stabilitas termal, dan sifat mekanik. Ini digunakan dalam pembuatan kertas untuk meningkatkan kekuatan kertas dan pencetakan. Walaupun efektif, namun mempunyai banyak kelemahan. Ini mudah teroksidasi dan berubah warna. Ini terurai pada suhu rendah. Ujung organiknya rentan terhadap kerusakan atau hidrolisis. Ini berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Kelemahan ini sangat membatasi penggunaannya.
Agen kopling aluminat
Universitas Normal Fujian menciptakan bahan penggandeng aluminat. Ini dapat meningkatkan kekuatan dan efisiensi produk. Ia bekerja seperti agen penghubung titanat. Bahan penggandeng aluminat memiliki keunggulan dibandingkan bahan penggandeng titanat. Warnanya terang, tidak beracun, padat pada suhu kamar, dan stabil secara termal. Hal ini juga mudah digunakan. Pada saat yang sama, bahan penghubung aluminat juga menambahkan beberapa efek pelumasan dan plastisisasi. Jadi, ia memodifikasi kalsium karbonat berat lebih baik daripada silan dan titanat. Orang sering menggunakan kalsium karbonat berat untuk mengisi polipropilen. Mereka juga menggunakannya untuk mengisi polivinil klorida dan poliuretan keras. Mereka menggunakan bahan penghubung aluminat untuk memodifikasinya. Jumlah pengisian meningkat. Tapi, produk yang dihasilkan tetap mempunyai khasiat yang baik. Mereka juga mengurangi biaya.
Pengubah kopling komposit
Pengubah didasarkan pada agen penggandeng. Ini dikombinasikan dengan pengubah lain, zat permukaan, dan zat pengikat silang. Mereka menggunakannya untuk memodifikasi kalsium karbonat berat. Dua atau lebih pengubah dipilih secara bersamaan untuk memodifikasi kalsium karbonat berat. Hal ini membuat keunggulan masing-masing pengubah bersinar. Efek modifikasi kalsium karbonat berat lebih baik. Dapat memenuhi berbagai kebutuhan dengan lebih baik.
Pengubah Polimer
Menambahkan polimer ke kalsium karbonat dapat meningkatkan stabilitas dispersinya. Hal ini berlaku pada sistem non-air. Orang pada umumnya percaya bahwa kalsium karbonat berlapis polimer memiliki dua jenis. Dalam satu jenis, monomer pertama kali teradsorpsi ke permukaan bubuk. Kemudian, ia mulai berpolimerisasi. Ini membentuk lapisan polimer yang sangat tipis di permukaan. Cara lainnya adalah melarutkan polimer dalam pelarut yang baik. Kemudian, tambahkan kalsium karbonat. Polimer secara perlahan teradsorpsi ke kalsium karbonat. Ini tidak termasuk pelarut dan membentuk lapisan. Polimer ini dapat menempel pada permukaan bubuk kalsium karbonat secara terarah. Hal ini memberikan bubuk karakteristik bermuatan. Polimer membentuk lapisan pada permukaan bubuk. Mereka melakukan ini melalui adsorpsi fisik dan kimia. Lapisan ini menghentikan partikel bubuk agar tidak menggumpal dan meningkatkan dispersibilitasnya. Pada saat yang sama, ia memiliki rantai karbon lipofilik yang lebih panjang. Ini juga bekerja dengan baik dengan resin. Ini memiliki interaksi yang kuat dan efek kopling yang baik.
Menambahkan nano kalsium karbonat ke PMMA mengurangi ukuran partikelnya ke tingkat nanometer. Itu juga membuat produk lebih kuat dan tangguh. Ketika dimodifikasi dengan kopolimer asam alkoxystyrene-styrene sulfonat, dispersibilitasnya juga meningkat secara signifikan. Oligomer poliolefin, seperti lilin polietilen dan polipropilen acak, terikat dengan baik pada nano-kalsium karbonat. Mereka memiliki efek pembasahan yang baik. Kita bisa mencampurkannya dengan nanokalsium karbonat dalam proporsi tertentu. Kami kemudian dapat menambahkan surfaktan. Proses ini menjadikannya pengisi masterbatch baru. Pengisi ini banyak digunakan di berbagai bidang.
EPIC Powder memproduksi 4 jenis peralatan modifikasi pelapis permukaan kalsium karbonat
Perawatan bubuk kalsium karbonat telah membaik. Kalsium karbonat yang diolah di permukaan memiliki banyak kegunaan dan kinerja yang unggul. Jadi, negara-negara berlomba-lomba mengembangkan pengobatan untuk penyakit tersebut. Tujuan utamanya adalah untuk mengembangkan dan menciptakan pengubah permukaan baru. Bahan-bahan tersebut harus memiliki tingkat toksik yang rendah atau tidak toksik dan mempunyai efek yang signifikan. Ini adalah tujuan utama industri kalsium karbonat.