변형된 탄산칼슘 이 개질 탄산칼슘은 향상된 특성 덕분에 다양한 산업 분야에서 상당한 주목을 받고 있습니다. 이 개질 공정은 탄산칼슘의 표면 특성을 변화시켜 다양한 재료와의 상호 작용을 개선합니다. 개질된 탄산칼슘은 분산성, 안정성 및 성능이 향상되어 플라스틱, 페인트 및 코팅 분야에서 유용하게 사용됩니다. 연구자들은 시장의 변화하는 요구에 발맞춰 이 개질 탄산칼슘의 성능을 지속적으로 개선하기 위한 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 전반적으로, 개질 탄산칼슘은 재료 과학 분야에서 매우 유망한 발전으로 여겨집니다.
분쇄된 탄산칼슘에서 생성된 Ca2+ 및 CO32- 입자는 물과 반응하여 수산화기를 생성합니다. 그 결과, 탄산칼슘은 친수성을 띠게 됩니다. 그러나 유기 고분자는 친유성 및 소수성을 나타냅니다. 탄산칼슘과 유기 고분자의 서로 다른 표면 특성으로 인해 상용성이 떨어지고, 이는 불균일한 분산과 계면에서의 약한 결합으로 이어집니다. 고분자 기반 복합재료는 사용 중 계면 결함에 직면하는 경우가 많으며, 이는 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 따라서 탄산칼슘의 표면은 유기적으로 개질되어야 합니다.
탄산칼슘 변형식
다양한 종류의 표면 개질제가 존재합니다. 종류, 용량, 용도 등 각 개질제의 배합은 매우 특수합니다. EPIC Powder는 고중량 탄산칼슘 개질을 위한 20가지 특수 배합을 개발했습니다. 이 공정에는 습식 및 건식 방법이 모두 사용됩니다. 개질제의 종류에는 스테아르산(나트륨), 실란 커플링제, 티탄산염 커플링제, 알루미네이트 커플링제, 계면활성제, 고분자 유기물, 전분 및 복합재 개질제 등이 있으며, 이는 참고용입니다. 자세한 내용은 다음과 같습니다.
- 공식 1: 스테아르산 습식 분쇄 변형
- 공식 2: 스테아르산나트륨 건식 변형
- 포뮬러 3: KH-550 습식 개량
- 공식 4: 티탄산염 및 알루미네이트 커플링제의 건식 개질 효과 비교
- 공식 5: 습식 개질에 대한 스테아르산나트륨과 알루미네이트 커플링제의 효과 비교.
- 공식 6: 스테아르산나트륨과 커플링제의 습식 개질 효과 비교
- 제7조: 계면활성제, 실리콘 오일 등의 건식 개질 효과 비교.
- 공식 8: 결합 = 계면활성제와 계면활성제의 변형 효과 비교
- 공식 9: 계면활성제, 스테아르산, 커플링제 및 실리콘 오일의 건식 개질 효과 비교
- 제10식: 스테아르산-티탄산염 커플링제의 복합 개질(습식 볼 밀링)
- 제11식: 스테아르산-티탄산염 커플링제의 복합 개질(건식법)
- 포뮬러 12: 올레산과 커플링제의 복합 변형
- 제13식: 수성 복합재료 개질제의 변형
- 제14식: 고분자 에멀젼의 건식 개질
- 포뮬러 15: 디팔미토일 타르타르산 디에스테르의 변형
- 포뮬러 16: 엘레오스테아르산 무수물 가수분해물의 건식 변형
- 포뮬러 17: 소르비탄 모노스테아레이트(Span60)의 변형
- 공식 18: 폴리비닐 아세테이트 중합 변형
- 제19조: 전분 코팅 변형
- 포뮬러 20: 티탄산염 커플링제와 공기 흐름 밀링의 통합 처리
제형 1: 스테아르산 습식 분쇄 변형
수정자: 스테아르산.
수정 방법: 탄산칼슘 분말 900g을 계량한다. 입자 크기는 약 45μm여야 한다. 고형분 질량 분율이 75%인 슬러리를 제조한다. 그런 다음 스테아르산을 첨가한다. 스테아르산의 양은 탄산칼슘 분말 질량의 1%~3%여야 한다. 슬러리의 초기 점도는 42°C에서 147mPa·s이고, 20분 방치 후 점도는 228mPa·s이다. 탄산칼슘 슬러리의 부피는 약 600mL이다. 교반 분산기에서 1000r/min의 속도로 90분 동안 교반한다. 교반을 멈춘 후, 슬러리를 꺼내 180°C로 설정된 건조 오븐에 넣는다. 건조 후, 개질된 블록을 꺼낸다. 그런 다음 고속 분쇄기를 사용하여 3분 동안 분쇄한다. 이렇게 하면 개질된 탄산칼슘 분말을 얻을 수 있다.
시험 및 특성 분석: 입자 크기, 표면 활성도, 오일 흡수 값, 백색도.
수정 효과:
고밀도 탄산칼슘은 상온에서 분쇄 및 개질할 수 있습니다. 이 공정을 통해 입자 크기가 45μm에서 2μm로 감소합니다. 스테아르산을 첨가할수록 고밀도 탄산칼슘의 활성화도가 높아지고, 동시에 오일 흡수율은 낮아집니다. 스테아르산의 질량 분율이 2%에 도달하면 고밀도 탄산칼슘의 활성화도는 98%를 초과하고, 오일 흡수율은 0.267g/g까지 떨어집니다. 고밀도 탄산칼슘을 분쇄하고 개질하는 과정을 함께 진행하면 생산 비용을 절감할 수 있어 제품의 경쟁력을 높일 수 있습니다.
제2식: 스테아르산나트륨의 건식 변형
수정자: 스테아르산나트륨.
수정 방법: 먼저, 수분을 제거하기 위해 중질 탄산칼슘을 오븐에서 건조합니다. 다음으로, 건조된 분말을 특정량만큼 계량하여 삼구 플라스크에 넣습니다. 플라스크를 설정된 온도의 수조에 넣고 교반합니다. 그런 다음, 계량한 양의 스테아르산나트륨을 첨가하고 정해진 시간 동안 교반합니다. 마지막으로, 혼합물을 냉각하여 변성된 중질 탄산칼슘을 얻습니다.
시험 및 특성 분석: 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), X선 회절(XRD), 주사 전자 현미경(SEM), 제타 전위.
수정 효과:
개질 온도가 70°C이고, 스테아르산나트륨의 양이 탄산칼슘 질량의 1.5%이며, 개질 시간이 50분이고, 회전 속도가 700r/min일 때, 스테아르산나트륨으로 개질된 탄산칼슘의 활성화율은 85.6%로, 개질 효과가 우수하였다. 스테아르산나트륨이 개질된 탄산칼슘의 적외선 스펙트럼 분석 결과, 2850cm⁻¹에서 -CH₂- 대칭 신축 피크, 2920cm⁻¹에서 비대칭 신축 피크가 관찰되었다. X선 회절 피크는 고각으로 이동하였고, 제타 전위는 14.1mV에서 30.2mV로 증가하였으며, 입자 크기는 감소하였다. 이는 스테아르산나트륨이 탄산칼슘 표면에 접합되었음을 나타낸다. 그러나 개질 과정에서 탄산칼슘의 결정 형태는 변화하지 않았다. 개질된 탄산칼슘은 우수한 분산성을 나타냈다.
포뮬러 3: KH-550 습식 개량
수정자: γ-클로로프로필트리에톡시실란(KH-550), 스테아르산나트륨, 티탄산염 커플링제.
수정 방법:
- 습식 방법을 이용한 접합부 변형.
- 건조된 초미세 중량 탄산칼슘 200g을 계량하십시오.
- 무수 에탄올 300g에 분산시키십시오.
- 80℃의 중탕에서 10분간 가열하며 저어주세요.
- 그다음, 개질 보조제의 분말 질량 2.5%를 첨가하십시오.
- 동일한 조건에서 60분 동안 반응을 계속하십시오.
- 마지막으로, 여과하고 세척한 후 뜨거운 상태에서 건조시켜 변형된 초미세 고밀도 탄산칼슘 분말을 얻습니다.
시험 및 특성 분석:
- 푸리에 변환 적외선 분광법
- 열중량 분석
- 입자 크기 분석
- 실리콘 고무의 유변학적 특성 시험
- 기계적 특성 시험
수정 효과:
유변학적 데이터에 따르면, 개질된 초미세 중질 탄산칼슘은 실리콘 고무에 잘 분산됩니다. 또한, 개질되지 않은 초미세 중질 탄산칼슘보다 콜로이드와의 상용성이 더 우수합니다. 초미세 중질 탄산칼슘은 나노 강화 효과가 부족하여 표면 처리된 초미세 중질 탄산칼슘과 실리콘 고무 사이의 상호작용이 약화됩니다. 결과적으로, 가황 후 실리콘 고무의 성능이 개질되지 않은 초미세 중질 탄산칼슘을 사용했을 때보다 저하됩니다. KH-550은 아미노기와 알콕시기와 같은 특수한 구조를 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 KH-550으로 처리된 초미세 중질 탄산칼슘은 실리콘 고무에 쉽게 퍼지고 고무와 화학적 결합을 형성합니다. 결과적으로, RTV 실리콘 고무는 우수한 기계적 특성을 나타냅니다.
공식 4: 티탄산염 및 알루미네이트 커플링제의 건식 개질 효과 비교
수정자: 티탄산염 커플링제 JN-114, 알루미네이트 커플링제 DL-411.
개질 방법: 일정량의 고형 탄산칼슘을 계량하여 고속 믹서에 넣는다. 재료를 실험 온도까지 가열한 후, 표면 개질제를 첨가한다. 일정 반응 시간 후, 교반을 멈추고 표면 개질된 고형 탄산칼슘을 얻는다.
시험 및 특성 분석: 활성화 지수, 접촉각, 적외선 스펙트럼, 폴리프로필렌 복합재료 성능.
수정 효과:
(1) 티탄산염 커플링제 JN-114는 중탄산칼슘의 표면에 화학적으로 흡착됩니다.
중질 탄산칼슘의 건식 개질에 가장 적합한 조건은 다음과 같습니다.
- JN-114 복용량: 1.0%
- 개조 온도: 70℃
- 수정 시간: 30분.
이러한 조건에서, 개량된 고밀도 탄산칼슘은 114.34°의 접촉각을 달성합니다. 활성화 지수 또한 99.21%에 도달합니다.
(2) 알루미네이트 커플링제 DL-411은 중질 탄산칼슘의 표면에 화학적으로 흡착됩니다.
중질 탄산칼슘의 건식 개질에 가장 적합한 조건은 다음과 같습니다.
- DL-411 복용량: 1.0%
- 개조 온도: 90℃
- 수정 시간: 30분
이러한 조건에서 개질된 고밀도 탄산칼슘의 접촉각은 121.70°입니다. 활성화 지수 또한 100%에 도달합니다.
(3) JN-114 및 DL-411의 표면 개질은 PP 복합재의 충격 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 첨가량이 20%일 때 복합재료의 충격 강도가 가장 높습니다. 이 강도는 순수 PP보다 38.87% 및 41.97% 더 높습니다.
공식 5: 스테아르산나트륨과 알루미네이트 커플링제의 습식 개질 효과 비교
첨가제: 알루미네이트 커플링제 DL-411 및 스테아르산나트륨.
수정 방법:
(1) 알루미네이트 커플링제 DL-411 변성 중질 탄산칼슘을 제조하려면 다음 단계를 따르십시오.
- 중질 탄산칼슘 30g을 계량하여 250ml 반응 용기에 넣으세요.
- 물과 에탄올을 약간 넣고 저어서 현탁액을 만드세요.
- 혼합물을 가열하세요.
- 알루미네이트 커플링제를 적당량의 무수 에탄올에 녹인 후 초음파 세척기를 사용하여 분산시킨다.
- 온도가 원하는 수준에 도달하면 알루미네이트-알코올 용액을 고농도 탄산칼슘 현탁액에 첨가하십시오.
- 반응이 일어나도록 잠시 저어주세요.
- 반응이 완료되면 생성물을 에탄올로 여러 번 세척하십시오.
- 이를 여과 및 분리한 다음 50°C에서 24시간 동안 진공 건조하여 최종 제품인 알루미네이트 커플링제 변성 중질 탄산칼슘을 얻습니다.
(2) 스테아르산나트륨으로 변형된 중질 탄산칼슘:
- 250ml 반응 용기에 탄산칼슘 30g을 계량하여 넣으세요.
- 물과 에탄올을 넣고 저어서 매끄러운 현탁액을 만드세요.
- 원하는 온도에 도달할 때까지 혼합물을 가열하십시오.
- 다음으로, 현탁액에 스테아르산나트륨 고체 입자를 넣고 잠시 저어줍니다.
- 반응이 완료되면 생성물을 물과 에탄올로 세척하십시오.
- 혼합물을 여과하고 분리한 다음 50°C에서 24시간 동안 진공 건조합니다.
- 이 공정을 통해 스테아르산나트륨으로 변형된 중질 탄산칼슘이 생성됩니다.
시험 및 특성 분석:
- 오일 흡수 값
- 침전량
- 접촉각
- 탄산칼슘/폴리프로필렌 복합재료의 성능 시험.
수정 효과:
1250 메쉬의 중질 탄산칼슘을 스테아르산나트륨으로 개질하기 위한 최적 조건은 다음과 같습니다.
- 온도: 25℃
- 비율: m(탄산칼슘):m(에탄올):m(물) = 3:1.5:3
- 스테아르산나트륨 대 중질 탄산칼슘 질량: 3.0%
- 교반 속도: 400 r/min
- 섞는 시간: 40분
이러한 설정으로 오일 흡수 값과 침전량은 약 50% 감소합니다. 접촉각은 129.2°에 도달합니다.
알루미네이트 커플링제 DL-411을 사용하여 중질 탄산칼슘을 개질하는 가장 좋은 방법은 다음과 같습니다.
- 수정 온도: 25℃
- 혼합 비율m(탄산칼슘):m(에탄올):m(물) = 3:1.5:3
- 에이전트 비율알루미네이트 결합제/중질 탄산칼슘 질량 = 2.0%
- 트리에틸아민 비율트리에틸아민/탄산칼슘 질량 = 0.5%
- 교반 속도: 300 r/min
- 휘젓는 시간: 2분
변형되지 않은 탄산칼슘과 비교했을 때, 변형된 고분자 탄산칼슘은 다음과 같은 특징을 나타냅니다.
- 오일 흡수 값 감소: 47.0%
- 침전량 감소: 45.8%
- 접촉각: 136.3°
PP에 대한 스테아르산나트륨 변성 중탄산칼슘의 최적 충전량은 20%입니다. 원료 PP와 비교했을 때, 파단신율과 충격강도는 각각 12.5%와 15.7% 증가했습니다. 폴리프로필렌에 대한 알루미네이트 변성 중탄산칼슘의 최적 충전량은 30%입니다. 이 경우 파단신율은 15.0%, 충격강도는 16.0% 증가했습니다.
공식 6: 스테아르산나트륨과 커플링제의 습식 개질 효과 비교
수정자: 스테아르산나트륨, γ-클로로프로필트리에톡시실란(KH-550), 티탄산염 커플링제 TC114.
수정 방법: 건조된 초미세 중질 탄산칼슘 200g을 계량하여 둥근바닥 플라스크에 넣습니다. 무수 에탄올 300g을 첨가하여 분산시킵니다. 80℃의 수조에서 10분간 가열하면서 교반합니다. 그 후, 개질 보조제 분말 2.51T3T를 첨가합니다. 동일한 조건에서 60분간 반응을 계속합니다. 반응 후, 여과하고 세척한 다음, 열간 건조하여 개질된 초미세 중질 탄산칼슘 분말을 얻습니다.
시험 및 특성 분석:
- 푸리에 변환 적외선 분광법
- 열중량 분석
- 입자 크기 분석
이러한 방법들은 RTV 실리콘 고무 재료의 특성을 평가합니다.
수정 효과:
유변학적 데이터에 따르면, 개질된 초미세 중질 탄산칼슘은 실리콘 고무에 잘 분산됩니다. 이는 개질되지 않은 초미세 중질 탄산칼슘보다 우수하며, 콜로이드와의 상용성도 향상되었습니다. 초미세 중질 탄산칼슘은 나노 강화 효과가 부족하여 표면 처리된 초미세 중질 탄산칼슘(TC114 및 스테아르산나트륨)과 실리콘 고무 간의 상호작용이 약화됩니다. 결과적으로, 가황 후 실리콘 고무의 성능은 개질되지 않은 초미세 중질 탄산칼슘을 사용했을 때보다 저하됩니다. KH-550은 아미노기와 알콕시기를 가지고 있어, KH-550으로 처리된 초미세 중질 탄산칼슘은 실리콘 고무에 잘 분산될 뿐만 아니라 고무와 화학적 결합을 형성합니다. 따라서, RTV 실리콘 고무는 우수한 기계적 특성을 나타냅니다.
제7조: 계면활성제, 실리콘 오일 등의 건식 개질 효과 비교.
수정자: 폴리에틸렌 글리콜-200, 디에틸렌 글리콜, 트리에탄올아민 및 아미노 실리콘 오일-804.
수정 방법: 건식 개질법을 사용합니다. 중질 탄산칼슘 분말 100g을 계량하여 삼구 플라스크에 넣습니다. 이 플라스크를 항온 수조에 넣고 전기 교반기를 작동시켜 혼합합니다. 온도가 95℃에 도달하면 교반하면서 표면 개질제를 첨가합니다. 첨가 후 95℃에서 30분 동안 교반 및 반응을 계속합니다. 이렇게 하면 중질 탄산칼슘 개질 분말이 얻어집니다. 개질 분말이 식으면 시료를 채취하여 시험 및 특성 분석을 수행합니다.
시험 및 특성 분석: 오일 흡수 값, 적외선 스펙트럼, 열중량 분석.
수정 효과:
중질 탄산칼슘 충전제의 오일 흡수율을 감소시키는 네 가지 표면 개질제의 순서는 아미노실리콘 오일-804 > 폴리에틸렌 글리콜-200 > 트리에탄올아민 > 디에틸렌 글리콜 순입니다. 또한, 동일한 개질제라도 사용량에 따라 오일 흡수율이 달라지는데, 일반적으로 개질제 사용량이 많을수록 오일 흡수율이 낮아집니다. 모든 개질제는 중질 탄산칼슘 분말의 하이드록실기와 화학적으로 결합합니다. 아미노실리콘 오일-804를 1.00%의 비율로 사용했을 때, 개질된 시료의 오일 흡수율은 0.115 mL/g에 도달합니다. 열중량 분석 결과, 개질된 시료는 열 안정성이 가장 우수하며, 열분해 온도는 325℃입니다.
공식 8: 결합제와 계면활성제의 개질 효과 비교
수정자는 다음과 같습니다.
- 알루미네이트 커플링제(DL-411)
- 티탄산염 커플링제(NDZ-201)
- 실란 커플링제(KH-550)
- 스테아르산(SA)
- 도데실황산나트륨(SDS)
- 글루탐산(GLU)
- 헥사데실 포스페이트(PO16)
- 옥타데실 포스페이트(PO18)
- 헥사데실트리메틸암모늄브로마이드(CTAB) 계면활성제
복합재료 개질제는 알루미네이트 커플링제(DL-411)와 도데실황산나트륨(SDS)입니다.
개질 방법: 건식 개질 및 습식 개질.
시험 및 특성 분석에는 다음이 포함됩니다.
- 활성화율
- 오일 흡수 값
- 적외선 분석
- 입자 크기
- 주사전자현미경(SEM)
이 연구는 PBAT/변성 탄산칼슘 복합재료의 성능에 초점을 맞추고 있습니다.
수정 효과:
(1) 세 가지 커플링제 DL-411, NDZ-201 및 KH-550의 함량이 1.5%이고 개질 방법이 습식 개질일 때 개질된 탄산칼슘이 가장 좋은 효과를 보였다. 탄산칼슘 표면은 친유성이었고 분산성이 향상되었으며 평균 입자 크기가 감소했다.
(2) 6가지 계면활성제 중 SA, SDS 및 PO16의 함량이 3%일 때 탄산칼슘에 대한 개질 효과가 가장 좋았으며, 탄산칼슘 표면을 친수성에서 소수성으로 성공적으로 변화시켰고 평균 입자 크기가 감소했으며 분산성이 향상되었습니다.
(3) 탄산칼슘은 결합제 DL-411과 계면활성제 SDS에 의해 변형되었습니다.
탄산칼슘에 대한 최적의 개질 효과는 다음 조건에서 나타났습니다.
- 복합제 개량제 비율(DL:SDS) 3:2
- 반응 시간 40분
- 반응 온도 80°C
- 복합 개량제 함량 3%
단일 개질제와 비교했을 때, DL-411과 SDS의 시너지 효과로 인해 복합 개질제는 탄산칼슘에 대한 개질 효과가 더 우수합니다.
제9식: 계면활성제, 스테아르산, 커플링제 및 실리콘 오일의 건식 개질 효과 비교
수정자:
- 신규 계면활성제 개질제 JST-9001 (폴리옥시에틸렌 에테르형 복합 개질제)
- JST-9002 (인산염형 복합 개질제)
- JST-9003 (폴리옥시에틸렌 에테르형 복합 개질제)
- JST-900
수정 방법: 중질 탄산칼슘 분말 100g을 계량하여 500mL 삼구 플라스크에 넣습니다. 항온 수조를 원하는 온도로 설정합니다. 디지털 디스플레이가 있는 전기 교반기를 (1300±50) r/min으로 설정합니다. 그런 다음, 플라스크 안의 중질 탄산칼슘 분말에 첨가제를 한 방울씩 떨어뜨립니다. 너무 빠르지도, 너무 느리지도 않게 적절한 속도로 첨가해야 합니다. 첨가제를 넣은 후 삼구 플라스크의 뚜껑을 닫고 타이머를 시작합니다. 일정 시간이 지나면 기기를 끄고 시료가 식을 때까지 기다린 후 꺼내어 밀봉 백에 담아 보관합니다.
시험 및 특성 분석에는 다음이 포함됩니다.
- 오일 흡수 값
- 활성화 지수
- 유상 분산 안정성
- 물 접촉각
- 적외선 스펙트럼(FTIR)
- 열중량 분석(TG 분석).
수정 효과:
JST-9001과 JST-9003은 스테아르산 및 알루미네이트 F-2와 함께 사용했을 때 JST-9002, JST-9004, 하이드록시실리콘 오일, 아미노실리콘 오일 585C보다 우수한 성능을 보입니다. 이들은 고점도 탄산칼슘에 대해 더욱 효과적인 개질을 제공합니다. 새로운 개질제인 JST-9001과 JST-9003은 낮은 투입량(0.50%)에서도 스테아르산 및 알루미네이트 F-2보다 뛰어난 개질 효과를 나타낼 수 있습니다.
JST-9001 및 JST-9003으로 개질된 C525 중질 탄산칼슘 시료의 오일 흡수 값은 각각 0.11 mL/g 및 0.10 mL/g입니다. 활성화 지수는 98.77% 및 99.19%이고, 탁도 변화율은 4.06% 및 5.30%이며, 습윤 접촉각은 154.2° 및 151.4°입니다.
00 중질 탄산칼슘 시료의 오일 흡수율은 0.14 mL/g 및 0.15 mL/g입니다. 활성화 지수는 89.73% 및 93.77%입니다. 탁도 변화율은 16.04% 및 9.59%입니다. 습윤 접촉각은 91.9° 및 87.7°입니다.
적정량을 사용하면 JST-9001과 JST-9003의 친수성 그룹이 중질 탄산칼슘 표면의 -OH기와 결합하여 탄산칼슘 입자 표면에 개질제 분자층을 형성합니다. 그 결과, 중질 탄산칼슘의 표면 성질이 친수성에서 소수성으로 변화하고, 오일 흡수율이 크게 감소합니다.
제10식: 스테아르산-티탄산염 커플링제 복합체 개질(습식 볼 밀링)
수정자: 스테아르산과 티탄산염 커플링제는 복합재 개질제로 사용되고, 무수 에탄올은 분산제로 사용됩니다.
수정 방법: 고형 칼슘 분말 15.0g을 계량하여 볼밀에 넣습니다. 다음으로, 질량비에 따라 스테아르산과 티탄산염 커플링제를 특정량 계량하여 볼밀에 넣습니다. 그런 다음 분말이 완전히 잠길 때까지 무수 에탄올을 붓습니다. 마지막으로 볼밀을 가동하여 고형 칼슘 분말을 개질합니다. 개질된 분말을 건조 오븐에 넣고 80°C에서 건조시킨 후 실온으로 식히고 분쇄하여 개질된 제품을 얻습니다.
시험 및 특성 분석: 활성화 정도, 오일 흡수 값, 침전량, 입자 크기.
수정 효과:
다양한 요인을 테스트하고 직교 실험을 수행한 결과, 수정에 가장 적합한 프로세스를 찾았습니다. 최적 조건은 다음과 같습니다.
- 볼 밀링 시간: 1.5시간
- 볼 밀링 속도: 350 r/min
- 수정제 복용량: 2.0%
- 수정 비율: 1:3
개질된 고밀도 칼슘 분말은 개질되지 않은 분말보다 우수한 성능을 보입니다. 활성도가 높고, 오일 흡수율이 낮으며, 침전량이 적고, 입자 크기가 작습니다. 전반적으로 개질을 통해 좋은 결과를 얻었습니다. 최적화된 공정을 통해 얻은 개질된 고밀도 칼슘 분말은 99.4%의 활성도를 나타냅니다. 오일 흡수율은 분말 100g당 14.27g이며, 침전량은 1.08mL/g, 입자 크기 D50은 1.58μm입니다.
제11식: 스테아르산-티탄산염 커플링제 복합체 개질(건식법)
수정자: 스테아르산, 티탄산염 커플링제.
수정 방법: 건조된 중질 탄산칼슘을 일정량 칭량하여 교반 탱크에 넣습니다. 탱크를 적정 온도의 수조에 넣습니다. 그런 다음, 측정된 양의 스테아르산을 첨가합니다. 고속 분산기를 사용하여 탄산칼슘을 충분히 혼합합니다. 이어서, 비스(디옥틸옥시피로포스페이트)에틸렌티타네이트 커플링제를 첨가합니다. 마지막으로, 혼합물을 고속 분산시켜 변성 중질 탄산칼슘을 얻습니다. 이를 에폭시 수지와 혼합하여 변성 중질 탄산칼슘/에폭시 수지 복합재료를 제조합니다.
시험 및 특성 분석에는 다음이 포함됩니다.
- 열중량 분석
- 근적외선 분광법
- X선 회절
- 전자 현미경
- 에폭시 수지 제품 성능
스테아르산이 탄산칼슘 질량의 1.5%를 차지할 경우, 개질 시간은 20분입니다. 티탄산염의 경우, 질량의 2.0%를 차지할 때 개질 시간은 단 10분입니다. 이러한 조건에서 복합재료는 10.2MPa의 최상의 인장 강도를 나타내며, 오일 흡수율 또한 가장 낮습니다. 스테아르산, 티탄산염 및 에폭시 수지로 개질한 후에도 탄산칼슘의 결정 형태는 그대로 유지되었습니다. 또한, 복합재료 개질제는 표면에 잘 접착되었습니다. 개질된 탄산칼슘 입자는 분산성이 우수하고 에폭시 수지와 강력한 접착력을 나타냅니다.
공식 12: 올레산 및 결합제 복합체 개질
수정자:
- 알루미네이트 커플링제(DL-411)
- 알킬 변성 폴리실록산 커플링제(FD-1106)
- 스테아르산(SA)
- 올레산(OA)
수정 방법:
(1) 습식 개질: 중탄산칼슘 10g을 계량하여 250mL 비커에 넣습니다. 그런 다음 물 50g과 에탄올 50g을 첨가합니다. 현탁액이 되도록 잘 저어준 후 80°C로 가열합니다. 다음으로, 개질제를 에탄올에 녹입니다. 초음파 세척기를 사용하여 10분 동안 분산시킵니다. 온도가 설정 온도에 도달하면, 개질 용액을 중탄산칼슘이 들어 있는 비커에 첨가합니다. 잠시 저어줍니다. 반응 후 혼합물을 물과 에탄올로 세척합니다. 그런 다음 60°C에서 12시간 동안 진공 건조합니다. 이렇게 하면 개질된 탄산칼슘을 얻을 수 있습니다.
(2) 건식 개질: 먼저 탄산칼슘 분말을 고속 믹서에 넣습니다. 그런 다음 분말을 80°C로 가열합니다. 마지막으로 개질제를 분사하여 개질된 탄산칼슘을 얻습니다.
(3) 복합 개질: 중질 탄산칼슘 분말 500g을 계량하여 고속 믹서에 넣고 120℃까지 가열합니다. 고속 믹서에 표면 개질제 FD-1106과 OA를 미스트 형태로 분사합니다. 그런 다음 정해진 시간 동안 혼합 및 교반합니다. 이렇게 하면 복합 개질제로 개질된 중질 탄산칼슘 분말이 생성됩니다.
시험 및 특성 분석: 활성화 속도 측정, 오일 흡수 값 시험 및 입자 크기 분석.
수정 효과:
(1) 4가지 표면 개질제 DL-411, SA, FD-1106 및 OA의 첨가량이 각각 중질 탄산칼슘 질량의 1.5%, 1.0%, 1.5% 및 1.0%일 때 개질 효과가 가장 우수하다. 개질된 탄산칼슘 입자는 더 잘 퍼지고 더 빨리 활성화된다. 또한 오일 흡수 값이 감소한다.
(2) 습식 개질 효과가 상대적으로 더 뚜렷하지만 건식 개질 공정은 더 간단하고 조작이 더 쉬우며 비용을 더 많이 절감할 수 있습니다. 따라서 건식 개질이 산업 생산에 더 적합합니다.
(3) 네 가지 개질된 중탄산칼슘의 적외선 테스트 결과는 중탄산칼슘이 개질제에 의해 성공적으로 개질되었음을 증명했습니다. 입자 크기 분석 결과, 네 가지 개질제를 사용한 후 중탄산칼슘의 평균 크기가 크게 감소한 것으로 나타났습니다. 그중 OA는 23.6%로 가장 큰 평균 입자 크기를 나타냈으며, 활성화율은 98.8%에 달했습니다.
(4) 알킬 변성 폴리실록산 커플링제(FD-1106)와 OA를 선택하여 탄산칼슘의 복합 자가 조립 변성을 수행하였다. 복합 변성제 비율(FD-1106:OA)이 1:1일 때 최적의 탄산칼슘 변성이 이루어졌다. 이는 복합 변성제에 1%를 첨가함으로써 달성되었다. 반응은 110°C에서 10분 동안 진행되었다. 변성된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 8.45μm였으며, 활성화율은 99.6%에 달했다. PBAT/PLA에 30%의 탄산칼슘을 첨가했을 때 복합 필름의 기계적 특성이 가장 우수하였다. 인장 강도는 횡방향에서 19.37MPa, 종방향에서 29.67MPa였다. 이때, 복합 필름은 소수성 각도가 95°인 소수성 물질이었다.
포뮬러 13: 수성 복합재 개질제 개질
개질제: 폴리에틸렌 글리콜-300(PEG-300), 도데실황산나트륨(SDS) 및 스테아르산나트륨.
수정 방법:
- 탄산칼슘 500g을 계량하십시오.
- 복합재료 개량제 10g의 무게를 재십시오.
- 순수한 물 7mL를 측정하세요.
- 이것들을 80℃의 물에 담가 가열하세요.
이렇게 하면 나중에 사용할 수 있는 수성 복합 개질제 용액이 만들어집니다.
고형 탄산칼슘 분말을 고속 믹서에 넣습니다. 100~110℃로 가열합니다. 그런 다음, 개질제 수용액을 천천히 첨가합니다. 고속으로 5분간 혼합합니다. 혼합을 멈추고 믹서 뚜껑을 엽니다. 10분간 수분을 증발시킵니다. 마지막으로 고속으로 20분 더 혼합합니다. 이 과정 동안 재료 온도는 100~110℃를 유지합니다. 이렇게 하면 활성 고형 탄산칼슘 분말을 얻을 수 있습니다.
시험 및 특성 분석: PP/중질 탄산칼슘 복합재료의 오일 흡수 값, 침전량, 표면 형태 및 성능.
수정 효과:
PEG-300, SDS, 스테아르산나트륨의 질량비가 6:2:2일 때 표면 개질이 가장 효과적입니다. 중질 탄산칼슘 분말의 오일 흡수 값은 32.7mL/100g에서 15.5mL/100g으로 감소하고, 침전량 또한 4.1mL/g에서 1.0mL/g으로 감소합니다. 수성 복합재 중질 탄산칼슘은 입자가 작아 분산성이 높고 결정화 성능이 우수합니다. 수성 복합재 개질제는 스테아르산보다 더 효과적입니다. 중질 탄산칼슘 분말을 더 첨가하면 PP/중질 탄산칼슘 복합재의 기계적 특성도 변화하는데, 처음에는 향상되다가 이후 저하됩니다. 질량 분율이 30:1TP:3T일 때 최적의 성능을 나타내며, 굽힘 강도는 45.75MPa, 인장 강도는 32.58MPa에 도달합니다.
제14식: 고분자 에멀젼의 건식 개질
수정자: 고분자 에멀젼.
수정 방법: 탄산칼슘을 오븐에 넣고 110℃에서 24시간 동안 건조합니다. 수분을 제거한 건조된 탄산칼슘 분말을 일정량 칭량합니다. 이를 삼구 플라스크에 넣습니다. 80℃의 수조에 넣고 500rpm의 속도로 전기 교반합니다. 삼구 플라스크에 고분자 에멀젼을 첨가하고 50분간 전기 교반합니다. 냉각 후 교반액을 배출하여 변성된 탄산칼슘을 얻습니다.
시험 및 특성 분석: 활성화율, FT-IR, XRD, SEM, 제타 전위.
수정 효과: 80℃에서 50분 동안 500rpm의 속도로 교반했을 때, 개질된 탄산칼슘은 90.8%의 활성화율을 나타냈다. 이는 선풍(Xianfeng) 중질 탄산칼슘을 기준으로 3%의 고분자 에멀젼을 사용한 결과이며, 우수한 개질 효과를 보였다. 탄산칼슘은 FT-IR, XRD, SEM 및 제타 전위 측정을 통해 특성을 분석하였다. 분석 결과, 고분자 에멀젼이 탄산칼슘 표면에 성공적으로 접합되었음을 확인하였다. 개질된 탄산칼슘의 회절 피크는 고각으로 이동하였다. 그러나 고분자 에멀젼은 탄산칼슘의 결정 형태를 변화시키지 않았다. 개질된 탄산칼슘의 제타 전위는 14.1mV에서 29.8mV로 상승하였다. 입자 크기가 작아져 분산성이 향상되었다.
제형 15: 디팔미토일 타르타르산 디에스테르 변형
수정자: 디팔미토일 타르타르산 디에스테르.
수정 방법:
(1) 디팔미토일타르타르산 디에스테르의 합성: 둥근바닥 플라스크에 팔미트산 10.3g을 넣고 교반하면서 티오닐클로라이드 10mL를 천천히 첨가한다. 혼합물을 80℃에서 3시간 동안 또는 용액이 투명해질 때까지 가열한다. 진공 회전 증발기를 사용하여 과량의 티오닐클로라이드를 제거한다. 그런 다음 메틸 tert-부틸에테르 5mL를 첨가한다. 갈색-노란색 팔미트산클로라이드가 얻어질 때까지 회전 증발을 계속한다. 팔미트산클로라이드를 디클로로메탄에 용해시킨다.
이 혼합물을 삼구 플라스크로 옮긴다. 얼음물에 담근 상태에서 트리에틸아민 16.8mL를 첨가한다. 타르타르산 3.0g을 칭량하여 아세톤에 가열 및 용해시킨 후 삼구 플라스크에 떨어뜨린다. 반응이 완료되면 실온으로 가열하고 밤새 반응시킨다. 여과액을 여과하고 진공 증발시켜 페이스트 형태의 고체를 얻는다. 이 고체를 아세톤으로 두 번 재결정화한다. 마지막으로 건조시켜 목적 생성물인 디팔미토일 타르타르산 디에스테르의 흰색 고체를 얻는다.
(2) 중질 탄산칼슘의 개질: 탄산칼슘 분말을 계량합니다. 물을 첨가하고 교반하여 슬러리를 만듭니다. 그런 다음 항온수조에 넣습니다. 450 r/min의 속도로 교반하면서 가열합니다. 적정 온도까지 가열합니다. 그런 다음 적정 질량 분율의 개질제를 첨가합니다. 일정 온도에서 일정 시간 동안 교반 및 반응시킵니다. 여과, 건조 후 250μm 미만의 입자 크기로 분쇄하여 탄산칼슘 개질 제품을 얻습니다.
시험 및 특성 분석: 오일 흡수 값, 침전량, 활성화 정도.
수정 효과:
디팔미토일타르타르산디에스테르로 중량탄산칼슘(10μm)을 개질하려면 다음 최적 조건을 사용하십시오: 개질제 투입량 2.0%, 개질 시간 55분, 온도 60℃.
이러한 조건에서 변형된 탄산칼슘은 주목할 만한 변화를 보였다.
- 오일 흡수 값은 0.2780 mL/g에서 0.2039 mL/g으로 감소했습니다.
- 침전량은 1.3mL/g에서 0.3mL/g으로 감소했습니다.
- 활성화 정도가 0%에서 98.58%로 상승했습니다.
이러한 결과는 유의미한 수정 효과를 나타냅니다.
디팔미토일 타르타르산 디에스테르를 함유한 탄산칼슘은 오일 흡수량이 적고 침전 부피도 작습니다. 이는 스테아르산을 사용한 탄산칼슘과는 다른 점입니다. 하지만 활성화 정도는 더 우수합니다. 이는 이중 소수성 사슬과 디카르복실산을 가진 디팔미토일 타르타르산 디에스테르의 개질 효과가 기존의 단일 사슬 스테아르산보다 우수함을 보여줍니다.
포뮬러 16: 엘레오스테아르산 무수물 가수분해물의 건식 변형
수정자: 엘레오스테아르산은 원료로 사용됩니다. 엘레오스테아르산은 디엘스-알더 반응을 통해 말레산 무수물과 반응하여 엘레오스테아르산 무수물을 생성합니다. 그런 다음, 이 화합물은 가수분해되어 여러 작용점을 가진 수정자인 트리카르복실 엘레오스테아르산 무수물 가수분해물을 생성합니다.
수정 방법:
(1) 엘레오스테아르산 무수물 가수분해물의 합성:
- 삼구 플라스크에 엘레오스테아르산 20.0g을 넣으세요.
- 계속 저으면서 65℃까지 가열하세요.
- 그다음, 말레산 무수물 3.6g을 넣으세요.
- 말레산 무수물이 녹으면 온도를 약 140℃까지 올리십시오.
- 90분 동안 반응시키면 갈색을 띤 노란색의 점성 있는 엘레오스테아르산 무수물이 생성됩니다.
- 다음으로, 엘레오스테아르산 무수물을 아세톤에 녹여 용액을 만드십시오.
- 무수물을 가수분해하기 위해 적당량의 물을 첨가하십시오.
- 실온에서 30분 동안 방치하면 엘레오스타르산 무수물 가수분해물을 얻을 수 있습니다.
(2) 중질 탄산칼슘의 건식 개질:
- 먼저 고형 탄산칼슘 분말 100g을 준비하세요.
- 고속 분산기에 넣으십시오.
- 50℃로 가열하세요.
- 그다음, 엘레오스타르산 무수물 가수분해물을 함유한 아세톤 용액을 일정량 첨가하십시오.
- 15분 동안 섞고 저어주세요.
- 그 후, 일정한 질량이 될 때까지 건조시키십시오.
- 마지막으로
시험 및 특성 분석: 활성화도, 오일 흡수 값, 접촉각, 점도를 측정하고, 탄산칼슘/PVC 복합재료를 제조하여 성능을 시험한다.
수정 효과:
최적의 탄산칼슘 개질제는 1.5% 엘레오스테르산 무수물 가수분해물입니다. 이 개질제는 83.40%의 활성화도를 나타냅니다. 또한, 오일 흡수율은 28.29mL/100g으로 감소하고 점도는 46.36% 낮아집니다. 접촉각은 99°입니다. 개질 탄산칼슘을 PVC에 첨가하면 복합재의 노치 충격 강도가 향상됩니다. 8.455kJ/m²에서 10.216kJ/m²로 증가합니다. 파단 신율 또한 16.12%에서 24.52%로 증가합니다. 개질 탄산칼슘은 PVC 소재의 인성을 향상시키는 효과가 있습니다.
제형 17: Span60 수정
수정제: 소르비탄 모노스테아레이트(Span60).
수정 방법:
건조된 고중량 탄산칼슘 분말을 특정량만큼 계량합니다. 그런 다음, 볼 밀링용 비드도 같은 양만큼 계량합니다. 볼과 비드를 깨끗하고 건조한 볼 밀에 계량된 볼 대 재료 비율에 맞춰 넣습니다. 원하는 양의 개질제를 계량하여 무수 에탄올에 용해시킵니다. 이 혼합물을 볼 밀에 붓고 볼 밀을 작동시켜 개질을 시작합니다. 볼 밀링 후, 슬러리를 꺼내 80°C의 건조 오븐에 넣습니다. 건조가 완료되면 실온으로 식힙니다. 마지막으로 분쇄하여 개질된 고중량 탄산칼슘 분말 시료를 얻습니다.
시험 및 특성 분석: 활성화도, 침전량, 오일 흡수 값, 입자 크기.
수정 효과:
개질 후, 고밀도 칼슘 분말의 표면 활성이 증가하고, 침전량, 오일 흡수량 및 입자 크기가 감소했습니다. 개질제 Span60이 고밀도 칼슘 분말 표면에 성공적으로 흡착되어 분말의 표면 특성이 향상되었습니다. 개질 효과에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 개질제의 양이며, 그 다음으로는 볼 대 재료 비율, 그리고 볼 밀링 시간과 볼 밀링 속도입니다.
수정에 가장 적합한 조건은 다음과 같습니다.
- 볼 밀링 속도: 300 r/min
- 볼 밀링 시간: 1.5시간
- 볼 대 소재 비율: 8:1
- 수정제 복용량: 2.0%
이러한 조건에서 개질된 고밀도 칼슘 분말의 활성화도는 99.2%에 도달합니다.
공식 18: 폴리비닐 아세테이트 중합 변형
개질제: 폴리비닐아세테이트.
수정 방법:
(1) 폴리비닐아세테이트의 직접 개질. 분쇄된 고밀도 탄산칼슘 슬러리를 90°C로 가열한다. 그런 다음, 중합된 폴리비닐아세테이트를 빠르게 교반하면서 첨가한다. 90°C에서 1시간 동안 교반하여 개질을 완료한다.
(2) 폴리비닐아세테이트의 현장 중합 개질. 분쇄된 고중량 탄산칼슘 슬러리에 폴리비닐알코올과 도데실벤젠술폰산나트륨을 혼합한다. 슬러리를 90°C로 가열한다. 그런 다음 유화제를 첨가하여 폴리비닐알코올을 완전히 용해시킨다. 마지막으로 냉각시킨다. 혼합물을 68~70°C로 냉각시킨 후, OP-10과 전체 비닐아세테이트의 30%를 첨가한다. 20분간 교반한다. 다음으로, 전체 비닐아세테이트를 기준으로 0.5%의 과황산칼륨을 첨가한다. 30분간 반응시킨다. 남은 비닐아세테이트와 추가로 0.5%의 과황산칼륨을 천천히 첨가한다. 비닐아세테이트를 첨가하는 동안 온도를 68~70°C로 유지한다. 모든 비닐아세테이트를 첨가한 후, 온도를 90~95°C로 올린다. 그런 다음, 10% 탄산수소나트륨 용액을 사용하여 반응이 완료되고 변형이 끝날 때까지 pH를 6~7로 조정합니다.
(3) 스테아르산 개질. 분쇄된 중질 탄산칼슘 슬러리를 90℃로 가열하고, 가열 및 용융된 스테아르산을 고속 교반하면서 첨가한다. 온도를 유지하고 1시간 동안 교반하여 개질을 완료한다. 중질 탄산칼슘의 탈수, 건조 및 분쇄: 원심분리기를 사용하여 개질된 중질 탄산칼슘 슬러리를 탈수한다. 이 과정에서 개질된 중질 탄산칼슘 여과 케이크가 생성된다. 여과 케이크를 오븐에 넣고 110℃에서 여과 케이크의 수분 함량이 0.3% 미만이 될 때까지 건조한다. 건조된 여과 케이크를 제트 밀에 넣어 분쇄 및 체질한다. 분쇄 및 체질 후 얻은 분말이 PVC 과립화에 사용되는 중질 탄산칼슘 분말이다.
시험 및 특성 분석: 열중량 분석, 적외선 분광 분석, PVC 성능 시험.
수정 효과:
탄산칼슘 슬러리는 중합 반응이 필요합니다. 이 반응을 통해 폴리비닐아세테이트가 탄산칼슘 표면에 잘 접착됩니다.
폴리비닐아세테이트로 변성된 탄산칼슘은 PVC 제품이 본래의 진한 탄산칼슘 색상에 더 가깝게 유지되도록 도와줍니다. 이는 스테아르산으로 변성된 탄산칼슘보다 우수합니다. 폴리비닐아세테이트는 탄산칼슘과 PVC 수지 사이의 마찰을 줄여줍니다. 또한 용융 점도를 낮추고 가소화 과정에서 PVC 수지가 분해되는 것을 방지합니다.
폴리비닐아세테이트로 변성시킨 탄산칼슘은 스테아르산으로 변성시킨 경우와 비교했을 때 PVC 소재에서 더 우수한 기계적 특성을 나타냅니다. 이는 주로 폴리비닐아세테이트가 탄산칼슘이 PVC 수지와 잘 혼합되도록 돕고 탄성을 향상시키기 때문입니다.
폴리비닐아세테이트(현장 중합)로 변성시킨 탄산칼슘은 스테아르산으로 변성시킨 탄산칼슘보다 착색된 PVC 사출 성형 부품에서 더 나은 외관을 나타냅니다. 이는 폴리비닐아세테이트가 무거운 탄산칼슘과 PVC 수지 사이의 상용성 문제를 해결하는 데 도움을 주기 때문입니다.
제19조: 전분 코팅 변형
개질제: 전분이 주된 개질제이며, 스테아르산나트륨과 헥사메타인산나트륨이 보조제입니다.
수정 방법:
천연 고분자인 전분을 개질제로 사용합니다. 먼저 전분과 중질 탄산칼슘을 고르게 혼합합니다. 그런 다음 적절한 비율과 농도로 현탁액을 만듭니다. 혼합물을 교반하면서 95°C로 가열합니다. 잠시 후, 일정량의 스테아르산나트륨 용액을 첨가합니다. 혼합물 속의 전분은 특정 시간 동안 복합 반응을 거칩니다. 이 과정을 통해 원하는 수준의 소수성을 얻을 수 있습니다. 반응 후, 온도를 낮춰 전분의 이용률을 높입니다. 다음으로, 육메타인산나트륨 용액을 첨가합니다. 이는 전분을 가교시키고 물에서 침전시킵니다. 이를 통해 전분을 더욱 효율적으로 사용할 수 있습니다. 또한 중질 탄산칼슘 표면의 복합체의 전단 저항성을 향상시킵니다.
시험 및 특성 분석에는 다음이 포함됩니다.
- 흼
- 불투명
- 제타 전위
- 입자 크기 및 분포
- 광학적 특성
- 충전지(filled paper)의 강도 특성.
수정 효과:
변성된 중질 탄산칼슘의 최적 조건은 다음과 같습니다.
- 1.5% 헥사메타인산나트륨
- 20% 혼합 농도
- 침전 반응의 온도는 60℃입니다.
- 교반 속도 200rpm.
개질 과정을 거치면 중질 탄산칼슘의 백색도와 불투명도가 감소합니다. 제타 전위는 양수에서 음수로 변화합니다. 개질된 중질 탄산칼슘은 개질되지 않은 중질 탄산칼슘보다 입자 크기가 약 6배 더 큽니다. 점도는 개질되지 않은 제품의 약 1/11 수준입니다. 또한, 입자 크기 분포 범위가 더 좁아집니다.
동일한 회분 함량에서, 변성된 고밀도 탄산칼슘 충전제는 훨씬 우수한 성능을 보인다. Z축 방향 섬유 결합 강도는 변성되지 않은 고밀도 탄산칼슘 충전제보다 훨씬 높다. 변성된 고밀도 탄산칼슘 충전제는 변성되지 않은 제품보다 백색도가 낮고 불투명도도 낮지만, 그 차이는 크지 않다. 충전량이 증가함에 따라 초기에는 변성되지 않은 고밀도 탄산칼슘이 더 많이 흡착되지만, 이후에는 변성된 고밀도 탄산칼슘이 더 많이 흡착된다. 전반적으로 두 종류의 흡착량은 유사하다. 양이온성 폴리아크릴아미드(CPAM) 함량이 증가함에 따라, 초기에는 변성된 고밀도 탄산칼슘이 변성되지 않은 제품보다 더 많이 흡착되지만, 이후에는 변성되지 않은 고밀도 탄산칼슘의 흡착량이 다시 높아진다. 그러나 전체적인 흡착량은 두 종류 모두 상당히 유사하다. 고밀도 탄산칼슘의 전분 변성은 충전지에서 알킬 케텐 다이머(AKD)의 사이징 효과를 향상시킬 수 있다.
포뮬러 20: 티탄산염 커플링제 및 공기 흐름 밀링 통합 공정
개질제: 티탄산염 결합제; 개질제 용액의 50%를 차지합니다. 사용된 용매는 무수 에탄올입니다.
수정 방법:
공기 흐름 파쇄 및 표면 개질 통합 처리 방법을 채택하였다. 먼저, 공기 흐름 파쇄 챔버에 1.5kg의 고밀도 칼슘 입자를 넣는다. 다음으로, 분무 노즐과 연동 펌프를 이용하여 개질 용액을 개질 챔버에 분사한다. 초음파 파쇄 노즐을 작동시키면 고압 공기가 챔버 내의 고밀도 칼슘 입자를 파쇄한다. 이 과정은 표면 개질을 돕고 공기 흐름 파쇄 효과를 낸다. 5분마다 초미세 고밀도 칼슘 분말의 무게를 측정하고, 동일한 양의 고밀도 칼슘 분말을 파쇄 챔버에 추가한다. 이로써 챔버 내의 고밀도 칼슘 분말의 질량을 일정하게 유지한다. 통합 파쇄 및 개질 실험은 30분 후에 종료된다.
시험 및 특성 분석:
분쇄 배출 속도는 공기 흐름에 의한 고밀도 칼슘 입자의 분쇄 효과를 평가하는 데 사용됩니다. 분쇄 배출 속도가 빠를수록 동일한 휠 속도에서 고밀도 칼슘 입자를 분쇄하는 데 필요한 에너지가 적어지고, 결과적으로 분쇄 효과가 향상됩니다. 분말의 입자 크기 분포를 분석하여 표면 개질 공정이 고밀도 칼슘 분말의 크기를 변화시키는지 확인합니다. 고밀도 칼슘 분말의 입자 크기가 크게 변하지 않는 경우, 배출 속도가 빠를수록 분쇄 효과가 좋습니다. 초미세 고밀도 칼슘과 액체 파라핀을 사용하여 표면 개질이 점도에 미치는 영향을 살펴봅니다. 점도가 낮을수록 초미세 고밀도 칼슘 분말이 유기 매트릭스와 더 잘 혼합되고 고르게 분산됩니다. 이는 표면 개질 효과를 향상시키는 결과로 이어집니다.
수정 효과:
공기 흐름 분쇄 과정에서 표면 특성을 변화시키면 초미세 고밀도 칼슘 분말의 배출 속도를 향상시킬 수 있습니다. 공기 흐름 온도가 60°C에 도달하고, 개질제 용액의 결합제 질량 분율이 50%이며 유속이 1.5mL/min일 때, 고밀도 칼슘 입자의 배출 속도는 21.0g/min에서 56.7g/min으로 증가합니다. 이는 170% 증가에 해당합니다. 공기 흐름 분쇄는 고밀도 칼슘 분말의 표면을 변화시켜 유기 매트릭스와 잘 혼합되도록 합니다. 이 공정은 초미세 고밀도 칼슘 분말의 입자 크기를 크게 변화시키지는 않으며, 입자 크기는 주로 입도 조절 휠의 회전 속도에 따라 결정됩니다.