แคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง formula has gained significant attention in various industries due to its enhanced properties. This modification process changes the surface traits of calcium carbonate. It helps calcium carbonate work better with various materials. The modified calcium carbonate shows better dispersion, more stability, and improved performance. This is useful in plastics, paints, and coatings. Researchers are always looking for new ways to improve the formula. They want to keep up with the changing needs of the market. Overall, the calcium carbonate modified formula represents a promising advancement in material science.
อนุภาค Ca2+ และ CO32- จากการบดแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะทำปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดกลุ่มไฮดรอกซิล ส่งผลให้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักมีคุณสมบัติชอบน้ำ อย่างไรก็ตาม โพลิเมอร์อินทรีย์มีคุณสมบัติชอบไขมันและไม่ชอบน้ำ คุณสมบัติพื้นผิวที่แตกต่างกันของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักและโพลิเมอร์อินทรีย์ทำให้ความเข้ากันได้ไม่ดี ส่งผลให้การกระจายไม่สม่ำเสมอและการยึดเกาะที่ส่วนต่อประสานอ่อนแอ คอมโพสิตที่ใช้โพลีเมอร์มักมีข้อบกพร่องที่ส่วนต่อประสานระหว่างการใช้งาน ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพลงได้ ดังนั้น พื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจึงต้องได้รับการปรับเปลี่ยนอินทรีย์
สูตรแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลง
สารปรับเปลี่ยนพื้นผิวมีอยู่หลายประเภท สูตรต่างๆ ของสารเหล่านี้ รวมถึงความหลากหลาย ปริมาณ และการใช้งานนั้นมีความเฉพาะเจาะจงมาก EPIC Powder ได้คิดค้นสูตรพิเศษ 20 สูตรสำหรับปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก กระบวนการนี้ประกอบด้วยวิธีแบบเปียกและแบบแห้ง ประเภทของสารปรับเปลี่ยน ได้แก่ กรดสเตียริก (โซเดียม) สารจับคู่ไซเลน สารจับคู่ไททาเนต สารจับคู่อะลูมิเนต สารลดแรงตึงผิว สารอินทรีย์พอลิเมอร์ สารปรับเปลี่ยนแป้งและสารประกอบ ฯลฯ เพื่อใช้อ้างอิงเท่านั้น รายละเอียดมีดังนี้:
- สูตร 1: การดัดแปลงการบดแบบเปียกด้วยกรดสเตียริก
- สูตร 2: โซเดียมสเตียเรตดัดแปลงแบบแห้ง
- สูตร 3 : KH-550 ดัดแปลงแบบเปียก
- สูตร 4: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบแห้งของสารจับคู่ไททาเนตและอะลูมิเนต
- สูตร 5: การเปรียบเทียบผลของโซเดียมสเตียเรตและตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนตสำหรับการดัดแปลงแบบเปียก
- สูตร 6: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบเปียกของโซเดียมสเตียเรตและสารจับคู่
- สูตร 7 : การเปรียบเทียบผลการดัดแปลงแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว น้ำมันซิลิโคน ฯลฯ
- สูตร 8 : การจับคู่ = การเปรียบเทียบผลการดัดแปลงของสารลดแรงตึงผิวและสารลดแรงตึงผิว
- สูตร 9: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว กรดสเตียริก สารจับคู่ และน้ำมันซิลิโคน
- สูตร 10: การดัดแปลงแบบผสมของสารจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (การบดลูกบอลแบบเปียก)
- สูตร 11: การปรับเปลี่ยนแบบผสมของสารจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (วิธีแห้ง)
- สูตร 12: การดัดแปลงแบบผสมของกรดโอเลอิกและสารจับคู่
- สูตร 13: การปรับเปลี่ยนสารปรับเปลี่ยนแบบผสมที่ใช้ฐานน้ำ
- สูตร 14: การดัดแปลงแห้งของอิมัลชันโพลิเมอร์
- สูตร 15: การดัดแปลงของไดเอสเตอร์ไดพัลมิทอยล์ทาร์ทาริกแอซิด
- สูตร 16: การดัดแปลงแห้งของกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเซต
- สูตร 17: การดัดแปลงของซอร์บิแทนโมโนสเตียเรต (Span60)
- สูตร 18: การดัดแปลงพอลิเมอร์ไรเซชันโพลีไวนิลอะซิเตท
- สูตร 19 : การดัดแปลงการเคลือบแป้ง
- สูตร 20: การบำบัดแบบบูรณาการของตัวแทนการเชื่อมต่อไททาเนตและการบดการไหลของอากาศ
สูตร 1: การดัดแปลงการบดแบบเปียกของกรดสเตียริก
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดสเตียริก
วิธีการปรับเปลี่ยน: Weigh 900g of calcium carbonate powder. The particle size should be about 45μm. Prepare a slurry with a solid mass fraction of 75%. Then, add stearic acid. The amount of stearic acid should be 1%-3% of the mass of the calcium carbonate powder. The initial viscosity of the slurry is 147mPa·s at 42°C, and the viscosity is 228mPa·s after standing for 20min. The volume of calcium carbonate slurry is about 600mL. Stir at a speed of 1000r/min for 90min in a stirring disperser. Stop stirring. Remove the slurry and put it in a drying oven set to 180°C. After drying, take out the modified block. Then, use a high-speed pulverizer to crush it for 3 minutes. This will give you modified calcium carbonate powder.
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ขนาดของอนุภาค การกระตุ้นพื้นผิว ค่าการดูดซับน้ำมัน ความขาว
ผลการปรับเปลี่ยน:
คุณสามารถบดและปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักได้ที่อุณหภูมิห้อง กระบวนการนี้ช่วยลดขนาดอนุภาคจาก 45μm เหลือ 2μm เมื่อคุณเพิ่มกรดสเตียริกมากขึ้น การทำงานของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน ค่าการดูดซับน้ำมันก็จะลดลง เมื่อกรดสเตียริกเพิ่มขึ้นเป็น 2% (เศษส่วนมวล) การทำงานของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะมากกว่า 98% นอกจากนี้ ค่าการดูดซับน้ำมันจะลดลงเหลือ 0.267g/g การบดและปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักร่วมกันช่วยลดต้นทุนการผลิต ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความสามารถในการแข่งขันมากขึ้น
สูตร 2 : การดัดแปลงแห้งของโซเดียมสเตียเรต
ตัวปรับเปลี่ยน: โซเดียมสเตียเรต
วิธีการปรับเปลี่ยน: เริ่มต้นด้วยการทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักแห้งในเตาอบเพื่อขจัดความชื้น จากนั้นชั่งผงแห้งในปริมาณที่กำหนดแล้วใส่ลงในขวดคอสามคอ วางขวดในอ่างน้ำที่อุณหภูมิที่กำหนดแล้วคน จากนั้นเติมโซเดียมสเตียเรตในปริมาณที่กำหนดแล้วคนเป็นเวลาที่กำหนด สุดท้ายให้ปล่อยให้ส่วนผสมเย็นลงเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงแล้ว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: FT-IR, XRD, SEM, ศักย์ซีตา
ผลการปรับเปลี่ยน:
เมื่ออุณหภูมิการปรับเปลี่ยนอยู่ที่ 70°C ปริมาณโซเดียมสเตียเรตจะเท่ากับ 1.5% ของมวลแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก เวลาในการปรับเปลี่ยนคือ 50 นาที และความเร็วคือ 700r/นาที อัตราการกระตุ้นของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนด้วยโซเดียมสเตียเรตคือ 85.6% และผลของการปรับเปลี่ยนนั้นดี สเปกตรัมอินฟราเรดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่มีโซเดียมสเตียเรตแสดงจุดสูงสุด มีจุดสูงสุดของการยืดแบบสมมาตร -CH2- ที่ 2850 ซม. -1 และจุดสูงสุดของการยืดแบบแอนตี้สมมาตรที่ 2920 ซม. -1 จุดสูงสุดของการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เลื่อนไปที่มุมที่สูงขึ้น ศักย์ซีตาเพิ่มขึ้นจาก 14.1 mV เป็น 30.2 mV และขนาดอนุภาคลดลง ซึ่งบ่งชี้ว่าโซเดียมสเตียเรตถูกต่อกิ่งลงบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนไม่ได้เปลี่ยนแปลงรูปแบบผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนมีการกระจายตัวที่ดี
สูตร 3 : KH-550 ดัดแปลงแบบเปียก
ตัวปรับเปลี่ยน: γ-คลอโรโพรพิลไตรเอทอกซีซิเลน (KH-550), โซเดียมสเตียเรต, ตัวแทนจับคู่ไททาเนต
วิธีการปรับเปลี่ยน:
- การปรับปรุงกราฟท์โดยวิธีเปียก
- ชั่งน้ำหนักแคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดแห้งหนัก 200 กรัม
- ผสมลงในเอธานอลไร้น้ำ 300 กรัม
- ให้ความร้อนและคนในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80℃ เป็นเวลา 10 นาที
- จากนั้นเติมผงสารช่วยดัดแปลงอัตราส่วน 2.5%
- ทำปฏิกิริยาต่อไปภายใต้เงื่อนไขเดียวกันเป็นเวลา 60 นาที
- ในขั้นตอนสุดท้าย ให้กรอง ล้าง และทำให้แห้งในขณะที่ยังร้อน เพื่อให้ได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดพิเศษที่ดัดแปลงแล้ว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
- สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดแบบแปลงฟูเรียร์
- การวิเคราะห์น้ำหนักเทอร์โมกราวิเมทริก
- การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค
- การทดสอบคุณสมบัติการไหลของยางซิลิโคน
- การทดสอบคุณสมบัติเชิงกล
ผลการปรับเปลี่ยน:
Rheological data shows that the modified ultrafine heavy calcium carbonate disperses well in silicone rubber. It also has better compatibility with colloids than the unmodified version. Ultrafine heavy calcium carbonate lacks a nano-reinforcement effect in size. This weakens the interaction between the surface-treated ultrafine heavy calcium carbonate and silicone rubber. As a result, the performance of silicone rubber after vulcanization decreases compared to using unmodified ultrafine heavy calcium carbonate. KH-550 has special features like amino and alkoxy groups. Because of this, ultrafine heavy calcium carbonate treated with KH-550 spreads easily in silicone rubber. It also forms chemical bonds with the rubber. As a result, the RTV silicone rubber shows excellent mechanical properties.
สูตร 4: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนแบบแห้งของสารจับคู่ไททาเนตและอะลูมิเนต
ตัวปรับเปลี่ยน: สารจับคู่ไททาเนต JN-114, สารจับคู่อะลูมิเนต DL-411
วิธีการดัดแปลง: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในปริมาณหนึ่งแล้วใส่ลงในเครื่องผสมความเร็วสูง หลังจากให้ความร้อนวัสดุจนถึงอุณหภูมิที่ทดลองแล้ว ให้เติมสารปรับเปลี่ยนพื้นผิว หลังจากเวลาปฏิกิริยาที่กำหนด ให้หยุดคนเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนพื้นผิว
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ดัชนีการกระตุ้น มุมสัมผัส สเปกตรัมอินฟราเรด ประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิตโพลีโพรพีลีน
ผลการปรับเปลี่ยน:
(1) สารจับคู่ไททาเนต JN-114 ดูดซับทางเคมีบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักแบบแห้ง ได้แก่:
- ขนาดยา JN-114 : 1.0%
- อุณหภูมิปรับเปลี่ยน: 70℃
- ระยะเวลาแก้ไข : 30 นาที.
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะมีมุมสัมผัส 114.34° นอกจากนี้ ดัชนีการกระตุ้นยังอยู่ที่ 99.21% อีกด้วย
(2) ตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนต DL-411 ดูดซับทางเคมีบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงแบบแห้ง ได้แก่:
- ขนาดยา DL-411 : 1.0%
- อุณหภูมิปรับเปลี่ยน: 90℃
- ระยะเวลาแก้ไข : 30 นาที
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ มุมสัมผัสของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงคือ 121.70° ดัชนีการกระตุ้นยังอยู่ที่ 100% อีกด้วย
(3) การปรับปรุงพื้นผิวของ JN-114 และ DL-411 สามารถปรับปรุงความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของวัสดุผสม PP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อปริมาณการเติมเป็น 20% วัสดุผสมจะมีความแข็งแรงต่อแรงกระแทกสูงสุด ความแข็งแรงนี้คือ 38.87% และมากกว่า PP บริสุทธิ์ 41.97%
สูตร 5: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบเปียกของโซเดียมสเตียเรตและสารจับคู่อะลูมิเนต
สารปรับเปลี่ยน: สารจับคู่อะลูมิเนต DL-411 และโซเดียมสเตียเรต
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) เพื่อผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักดัดแปลง DL-411 ตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนต ให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:
- ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 30 กรัม แล้วใส่ลงในขวดปฏิกิริยาขนาด 250 มล.
- เติมน้ำและเอธานอลลงไป จากนั้นคนให้เข้ากันจนเป็นสารแขวนลอย
- ให้นำส่วนผสมไปต้มให้ร้อน
- ละลายสารจับคู่อะลูมิเนตในเอธานอลปราศจากน้ำในปริมาณที่เหมาะสม แล้วทำให้กระจายโดยใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิก
- เมื่ออุณหภูมิถึงระดับที่ต้องการแล้ว ให้เติมสารละลายอะลูมิเนตแอลกอฮอล์ลงในสารแขวนลอยแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดเข้มข้น
- คนสักพักเพื่อให้เกิดปฏิกิริยา
- หลังจากเกิดปฏิกิริยาแล้วให้ล้างผลิตภัณฑ์ด้วยเอธานอลหลายๆ ครั้ง
- กรองและแยกออก จากนั้นดูดแห้งที่อุณหภูมิ 50°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย: ตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยน
(2) โซเดียมสเตียเรตแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง:
- ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 30 กรัมลงในขวดปฏิกิริยาขนาด 250 มล.
- เติมน้ำและเอธานอล จากนั้นคนให้เข้ากันจนเป็นของเหลวแขวนลอยที่เนียน
- ให้ความร้อนกับส่วนผสมจนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ
- จากนั้นเติมอนุภาคของแข็งโซเดียมสเตียเรตลงในสารแขวนลอยและคนให้เข้ากันสักพัก
- เมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วให้ล้างผลิตภัณฑ์ด้วยน้ำและเอธานอล
- กรองและแยกส่วนผสมออก จากนั้นดูดแห้งที่อุณหภูมิ 50°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง
- กระบวนการนี้ได้ผลผลิตเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนโดยโซเดียมสเตียเรต
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
- ค่าการดูดซึมน้ำมัน
- ปริมาณการตกตะกอน
- มุมสัมผัส
- การทดสอบประสิทธิภาพของคอมโพสิตแคลเซียมคาร์บอเนต/โพลีโพรพีลีน
ผลการปรับเปลี่ยน:
เงื่อนไขที่ดีที่สุดในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 1,250 เมชด้วยโซเดียมสเตียเรตคือ:
- อุณหภูมิ: 25℃
- อัตราส่วน : m(แคลเซียมคาร์บอเนต):m(เอธานอล):m(น้ำ) = 3:1.5:3
- โซเดียมสเตียเรตต่อแคลเซียมคาร์บอเนตหนักมวล: 3.0%
- ความเร็วในการกวน: 400 รอบ/นาที
- เวลาในการกวน : 40 นาที
การตั้งค่าเหล่านี้ทำให้ค่าการดูดซับน้ำมันและปริมาณการตกตะกอนลดลงประมาณ 50% มุมสัมผัสจะถึง 129.2°
วิธีที่ดีที่สุดในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนักด้วยตัวแทนการจับคู่อะลูมิเนต DL-411 มีดังต่อไปนี้:
- การปรับเปลี่ยนอุณหภูมิ: 25℃
- อัตราส่วนการผสม: m(แคลเซียมคาร์บอเนต):m(เอธานอล):m(น้ำ) = 3:1.5:3
- อัตราส่วนตัวแทน:สารจับคู่อะลูมิเนต/แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก มวล = 2.0%
- อัตราส่วนของไตรเอทิลอะมีน: ไตรเอทิลเอมีน/แคลเซียมคาร์บอเนต มวล = 0.5%
- ความเร็วในการกวน: 300 รอบ/นาที
- เวลาในการกวน: 2 นาที
เมื่อเปรียบเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ได้ดัดแปลง แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงแล้วจะแสดงให้เห็น:
- ค่าการดูดซับน้ำมันลดลง: 47.0%
- ปริมาตรการตกตะกอนลดลง: 45.8%
- มุมสัมผัส: 136.3°
ปริมาณการเติมที่เหมาะสมที่สุดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงด้วยโซเดียมสเตียเรตใน PP คือ 20% เมื่อเปรียบเทียบกับวัตถุดิบ PP การยืดตัวที่จุดขาดและความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกจะเพิ่มขึ้น 12.5% และ 15.7% ปริมาณการเติมที่ดีที่สุดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงด้วยอะลูมิเนตในโพลีโพรพีลีนคือ 30% ซึ่งจะเพิ่มการยืดตัวที่จุดขาด 15.0% และความแข็งแรงในการรับแรงกระแทก 16.0%
สูตร 6: การเปรียบเทียบผลของการดัดแปลงแบบเปียกของโซเดียมสเตียเรตและสารจับคู่
ตัวปรับเปลี่ยน: โซเดียมสเตียเรต, γ-คลอโรโพรพิลไตรเอทอกซีซิเลน (KH-550), ตัวแทนจับคู่ไททาเนต TC114
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดแห้ง 200 กรัม ใส่ในขวดก้นกลม กระจายด้วยเอธานอลไร้น้ำ 300 กรัม นำผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดแห้งไปต้มและคนในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที จากนั้นเติมสารช่วยดัดแปลง 2.5% ของมวลผง ปล่อยให้เกิดปฏิกิริยาต่อไปภายใต้สภาวะเดียวกันเป็นเวลา 60 นาที หลังจากนั้น กรอง ล้าง และเช็ดให้แห้งในขณะที่ยังร้อนอยู่ เพื่อให้ได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
- สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดแบบแปลงฟูเรียร์
- การวิเคราะห์น้ำหนักเทอร์โมกราวิเมทริก
- การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค
วิธีการเหล่านี้ใช้ประเมินคุณสมบัติของวัสดุยางซิลิโคน RTV
ผลการปรับเปลี่ยน:
ข้อมูลด้านรีโอโลยีแสดงให้เห็นว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ผ่านการดัดแปลงสามารถกระจายตัวได้ดีในยางซิลิโคน ซึ่งดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง และยังเข้ากันได้ดีกับคอลลอยด์อีกด้วย แคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษไม่มีเอฟเฟกต์การเสริมแรงแบบนาโนในขนาด ทำให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ผ่านการปรับสภาพพื้นผิว (TC114 และโซเดียมสเตียเรต) กับยางซิลิโคนลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของยางซิลิโคนหลังการวัลคาไนเซชันลดลงเมื่อเทียบกับการใช้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง KH-550 มีกลุ่มอะมิโนและอัลคอกซี ด้วยเหตุนี้ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักละเอียดพิเศษที่ผ่านการปรับสภาพด้วย KH-550 จึงกระจายตัวได้ดีในยางซิลิโคน นอกจากนี้ยังสร้างพันธะเคมีกับยางอีกด้วย ส่งผลให้ยางซิลิโคน RTV มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม
สูตร 7 : การเปรียบเทียบผลการดัดแปลงแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว น้ำมันซิลิโคน ฯลฯ
ตัวปรับเปลี่ยน: โพลีเอทิลีนไกลคอล-200, ไดเอทิลีนไกลคอล, ไตรเอทาโนลามีน และอะมิโนซิลิโคนออยล์-804
วิธีการปรับเปลี่ยน: ใช้กรรมวิธีดัดแปลงแบบแห้ง ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 100 กรัม แล้วใส่ในขวดคอสามคอ วางขวดนี้ในอ่างน้ำอุณหภูมิคงที่ เริ่มกวนด้วยเครื่องกวนไฟฟ้า เมื่ออุณหภูมิถึง 95℃ ให้เติมสารปรับเปลี่ยนพื้นผิวขณะกวน กวนต่อไปและทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 95℃ เป็นเวลา 30 นาทีหลังจากเติม วิธีนี้จะทำให้คุณได้ผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง เมื่อผงที่ดัดแปลงเย็นลง ให้เก็บตัวอย่างเพื่อทดสอบและกำหนดลักษณะ
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ค่าการดูดซับน้ำมัน สเปกตรัมอินฟราเรด การวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริก
ผลการปรับเปลี่ยน:
ลำดับของสารปรับเปลี่ยนพื้นผิวทั้งสี่ชนิดที่ช่วยลดการดูดซึมน้ำมันของสารตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักมีดังนี้: น้ำมันอะมิโนซิลิโคน-804 > โพลีเอทิลีนไกลคอล-200 > ไตรเอทาโนลามีน > ไดเอทิลีนไกลคอล นอกจากนี้ สารปรับเปลี่ยนชนิดเดียวกันยังแสดงค่าการดูดซึมน้ำมันที่แตกต่างกันตามปริมาณที่ใช้ โดยทั่วไปแล้ว ปริมาณที่มากขึ้นของสารปรับเปลี่ยนหมายถึงค่าการดูดซึมน้ำมันที่ลดลง สารปรับเปลี่ยนทั้งหมดจะจับตัวกันทางเคมีกับกลุ่มไฮดรอกซิลบนผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก เมื่อใช้น้ำมันอะมิโนซิลิโคน-804 ที่ 1.00% ค่าการดูดซึมน้ำมันของตัวอย่างที่ปรับเปลี่ยนสามารถไปถึง 0.115 มล./ก. การวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริกแสดงให้เห็นว่าตัวอย่างที่ปรับเปลี่ยนมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีที่สุด อุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อนคือ 325℃
สูตร 8: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนของสารจับคู่และสารลดแรงตึงผิว
ตัวปรับเปลี่ยนประกอบด้วย:
- ตัวแทนจับคู่อะลูมิเนต (DL-411)
- สารจับคู่ไททาเนต (NDZ-201)
- สารจับคู่ไซเลน (KH-550)
- กรดสเตียริก (SA)
- โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS)
- กรดกลูตามิก (GLU)
- เฮกซาเดซิลฟอสเฟต (PO16)
- ออกตาเดซิลฟอสเฟต (PO18)
- สารลดแรงตึงผิวเฮกซาเดซิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (CTAB)
สารปรับเปลี่ยนแบบคอมโพสิตคือตัวแทนจับคู่อะลูมิเนต (DL-411) และโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS)
วิธีการดัดแปลง: ดัดแปลงแบบแห้ง และดัดแปลงแบบเปียก
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- อัตราการเปิดใช้งาน
- ค่าการดูดซึมน้ำมัน
- การวิเคราะห์อินฟราเรด
- ขนาดอนุภาค
- เอสอีเอ็ม
มุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิต PBAT/แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลง
ผลการปรับเปลี่ยน:
(1) เมื่อเนื้อหาของตัวแทนการจับคู่สามชนิดคือ DL-411, NDZ-201 และ KH-550 อยู่ที่ 1.5% และวิธีการปรับเปลี่ยนคือการปรับเปลี่ยนแบบเปียก แคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนจะมีผลลัพธ์ที่ดีที่สุด พื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นลิโปฟิลิก การกระจายตัวได้รับการปรับปรุง และขนาดอนุภาคเฉลี่ยลดลง
(2) ในบรรดาสารลดแรงตึงผิวทั้งหกชนิด เมื่อปริมาณ SA, SDS และ PO16 อยู่ที่ 3% ผลการดัดแปลงต่อแคลเซียมคาร์บอเนตจะดีที่สุด ซึ่งสามารถเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตจากประเภทชอบน้ำเป็นประเภทไม่ชอบน้ำได้สำเร็จ ขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยลดลง และการกระจายตัวดีขึ้น
(3) แคลเซียมคาร์บอเนตได้รับการดัดแปลงด้วยตัวแทนจับคู่ DL-411 และสารลดแรงตึงผิว SDS
ผลการดัดแปลงที่ดีที่สุดต่อแคลเซียมคาร์บอเนตเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้:
- อัตราส่วนตัวปรับเปลี่ยนแบบผสม (DL:SDS) เท่ากับ 3:2
- เวลาตอบสนอง 40 นาที
- อุณหภูมิปฏิกิริยา 80°C
- ตัวปรับเปลี่ยนปริมาณคอมโพสิตของ 3%
เมื่อเปรียบเทียบกับตัวปรับเปลี่ยนชนิดเดียว ผลการทำงานร่วมกันระหว่าง DL-411 และ SDS ทำให้ตัวปรับเปลี่ยนแบบคอมโพสิตมีผลในการดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตได้ดีกว่า
สูตร 9: การเปรียบเทียบผลการปรับเปลี่ยนแบบแห้งของสารลดแรงตึงผิว กรดสเตียริก สารจับคู่ และน้ำมันซิลิโคน
ตัวปรับเปลี่ยน:
- สารปรับเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิวชนิดใหม่ JST-9001 (สารปรับเปลี่ยนคอมโพสิตชนิดโพลีออกซีเอทิลีนอีเธอร์)
- JST-9002 (สารปรับเปลี่ยนคอมโพสิตชนิดฟอสเฟต)
- JST-9003 (สารปรับเปลี่ยนคอมโพสิตชนิดโพลีออกซีเอทิลีนอีเธอร์)
- เจเอสที-900
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 100 กรัม ใส่ในขวดแก้วคอ 3 ชั้นขนาด 500 มล. ตั้งอุณหภูมิอ่างน้ำคงที่เป็นอุณหภูมิที่ต้องการ ปรับเครื่องกวนไฟฟ้าแบบจอแสดงผลดิจิทัลให้ทำงานที่ (1300±50) รอบ/นาที จากนั้นหยดตัวปรับเปลี่ยนลงในแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในขวดแก้วทีละหยด ตรวจดูให้แน่ใจว่าเติมด้วยความเร็วปานกลาง ไม่เร็วหรือช้าเกินไป หลังจากเติมตัวปรับเปลี่ยนแล้ว ให้ปิดขวดแก้วคอ 3 ชั้นและเริ่มจับเวลา หลังจากผ่านไประยะเวลาหนึ่ง ให้ปิดเครื่องมือ รอให้ตัวอย่างเย็นลง นำออกจากขวดและปิดผนึกในถุงที่ปิดสนิท
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- ค่าการดูดซึมน้ำมัน
- ดัชนีการเปิดใช้งาน
- เสถียรภาพการกระจายตัวของเฟสน้ำมัน
- มุมสัมผัสน้ำ
- สเปกตรัมอินฟราเรด (FTIR)
- การวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริก (TG)
ผลการปรับเปลี่ยน:
JST-9001 และ JST-9003 ร่วมกับกรดสเตียริกและอะลูมิเนต F-2 ทำงานได้ดีกว่า JST-9002 และ JST-9004 น้ำมันซิลิโคนไฮดรอกซี และน้ำมันซิลิโคนอะมิโน 585C โดยให้การดัดแปลงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ตัวดัดแปลงใหม่ JST-9001 และ JST-9003 สามารถให้ผลการดัดแปลงที่ดีกว่ากรดสเตียริกและอะลูมิเนต F-2 ในปริมาณตัวดัดแปลงที่ต่ำ (0.50%)
ค่าการดูดซับน้ำมันของตัวอย่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก C525 ที่ดัดแปลงโดย JST-9001 และ JST-9003 คือ 0.11 มล./ก. และ 0.10 มล./ก. ตามลำดับ ดัชนีการกระตุ้นคือ 98.77% และ 99.19% อัตราการเปลี่ยนแปลงความขุ่นคือ 4.06% และ 5.30% มุมสัมผัสการเปียกคือ 154.2° และ 151.4°
สำหรับตัวอย่างแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 00 ค่าการดูดซับน้ำมันคือ 0.14 มล./ก. และ 0.15 มล./ก. ดัชนีการกระตุ้นคือ 89.73% และ 93.77% อัตราการเปลี่ยนแปลงความขุ่นคือ 16.04% และ 9.59% มุมสัมผัสการเปียกคือ 91.9° และ 87.7°
เมื่อใช้ปริมาณที่เหมาะสม กลุ่มไฮโดรฟิลิกใน JST-9001 และ JST-9003 จะจับกับ —OH บนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก ทำให้เกิดชั้นของโมเลกุลตัวปรับเปลี่ยนบนอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนต คุณสมบัติบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักเปลี่ยนจากไฮโดรฟิลิกเป็นไฮโดรโฟบิก นอกจากนี้ ค่าการดูดซับน้ำมันยังลดลงอย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย
สูตร 10: การปรับเปลี่ยนสารประกอบตัวแทนจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (การบดลูกบอลแบบเปียก)
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดสเตียริกและสารจับคู่ไททาเนตใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยนองค์ประกอบ และใช้เอธานอลแบบไม่มีน้ำเป็นสารกระจายตัว
วิธีการปรับเปลี่ยน: Weigh 15.0g of heavy calcium powder and add it to a ball mill. Next, weigh a specific amount of stearic acid and titanate coupling agent based on the mass ratio. Add these to the ball mill as well. Then, pour in anhydrous ethanol until the powder is just covered. Finally, start the ball mill to modify the heavy calcium powder. The modified powder is placed in a drying oven and dried at 80°C, cooled to room temperature, and ground to obtain the modified product.
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: ระดับการกระตุ้น, ค่าการดูดซับน้ำมัน, ปริมาตรการตกตะกอน, ขนาดของอนุภาค
ผลการปรับเปลี่ยน:
หลังจากทดสอบปัจจัยต่างๆ และดำเนินการทดลองแบบตั้งฉากแล้ว เราพบกระบวนการที่ดีที่สุดสำหรับการปรับเปลี่ยน เงื่อนไขที่เหมาะสมคือ:
- เวลาในการบดลูกบอล: 1.5 ชั่วโมง
- ความเร็วการบดลูกบอล: 350 รอบ/นาที
- ขนาดยาปรับเปลี่ยน: 2.0%
- อัตราส่วนตัวปรับเปลี่ยน: 1:3
ผงแคลเซียมหนักที่ผ่านการดัดแปลงนั้นทำงานได้ดีกว่าผงที่ไม่ได้ผ่านการดัดแปลง เนื่องจากมีการทำงานที่ดีขึ้น ดูดซับน้ำมันได้น้อยลง มีปริมาณการตกตะกอนน้อยลง และมีขนาดอนุภาคเล็กลง โดยรวมแล้ว การดัดแปลงนั้นให้ผลลัพธ์ที่ดี ด้วยกระบวนการที่เหมาะสมที่สุด ผงแคลเซียมหนักที่ผ่านการดัดแปลงนั้นจะมีระดับการทำงานที่ 99.4% โดยมีค่าการดูดซับน้ำมันอยู่ที่ 14.27 กรัมต่อผง 100 กรัม ปริมาตรการตกตะกอนวัดได้ 1.08 มิลลิลิตรต่อกรัม และขนาดอนุภาค D50 คือ 1.58 ไมโครเมตร
สูตร 11: การปรับเปลี่ยนสารประกอบสารจับคู่กรดสเตียริก-ไททาเนต (วิธีแห้ง)
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดสเตียริก, สารจับคู่ไททาเนต
วิธีการปรับเปลี่ยน: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนักแห้งในปริมาณที่กำหนด แล้วใส่ลงในถังกวน จากนั้นใส่ถังในอ่างน้ำที่อุณหภูมิที่เหมาะสม จากนั้นเติมกรดสเตียริกในปริมาณที่วัดได้ ใช้เครื่องกระจายความเร็วสูงเพื่อผสมแคลเซียมคาร์บอเนตให้เข้ากัน จากนั้นเติมสารจับคู่บิส(ไดโอคทิลออกซีไพโรฟอสเฟต)เอทิลีนไททาเนต ในที่สุด ให้กระจายส่วนผสมด้วยความเร็วสูงเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง จากนั้นผสมกับเรซินอีพอกซีเพื่อเตรียมวัสดุคอมโพสิตแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก/เรซินอีพอกซีที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- การวิเคราะห์น้ำหนักเทอร์โมกราวิเมทริก
- สเปกโตรสโคปีอินฟราเรดใกล้
- การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์
- กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
- ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เรซินอีพอกซี
เมื่อกรดสเตียริกประกอบด้วยมวล 1.5% ของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก เวลาในการปรับเปลี่ยนคือ 20 นาที สำหรับไททาเนตที่ 2.0% ของมวล เวลาในการปรับเปลี่ยนคือเพียง 10 นาที ในเงื่อนไขเหล่านี้ วัสดุคอมโพสิตมีคุณสมบัติแรงดึงที่ดีที่สุดที่ 10.2 MPa นอกจากนี้ยังแสดงค่าการดูดซับน้ำมันที่ต่ำที่สุด รูปร่างผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักยังคงเหมือนเดิมหลังจากถูกปรับเปลี่ยนด้วยกรดสเตียริก ไททาเนต และเรซินอีพอกซี ตัวปรับเปลี่ยนคอมโพสิตยังยึดติดกับพื้นผิวได้ดีอีกด้วย อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ปรับเปลี่ยนมีการกระจายตัวที่ดีและยึดติดกับเรซินอีพอกซีได้อย่างแข็งแรง
สูตร 12: การดัดแปลงสารประกอบกรดโอเลอิกและสารจับคู่
ตัวปรับเปลี่ยน:
- ตัวแทนจับคู่อะลูมิเนต (DL-411)
- ตัวแทนจับคู่โพลีซิโลเซนที่ดัดแปลงด้วยอัลคิล (FD-1106)
- กรดสเตียริก (SA)
- กรดโอเลอิก (OA)
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การดัดแปลงแบบเปียก: ชั่งแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 10 กรัม แล้วใส่ลงในบีกเกอร์ขนาด 250 มล. จากนั้นเติมน้ำ 50 กรัมและเอธานอล 50 กรัม คนให้เข้ากันเพื่อสร้างสารแขวนลอย แล้วให้ความร้อนถึง 80°C จากนั้นละลายตัวดัดแปลงในเอธานอล ใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกเพื่อกระจายเป็นเวลา 10 นาที เมื่ออุณหภูมิถึงระดับที่ตั้งไว้แล้ว ให้เติมสารละลายที่ดัดแปลงแล้วลงในบีกเกอร์ด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก คนสักครู่ ล้างส่วนผสมด้วยน้ำและเอธานอลหลังจากเกิดปฏิกิริยา จากนั้นดูดแห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง วิธีนี้จะทำให้คุณได้แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแล้ว
(2) การดัดแปลงแบบแห้ง: ขั้นแรก ให้เติมผงแคลเซียมคาร์บอเนตลงในเครื่องผสมความเร็วสูง จากนั้นให้ความร้อนผงจนถึงอุณหภูมิ 80°C สุดท้าย ให้พ่นสารดัดแปลงเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแล้ว
(3) การดัดแปลงแบบผสม: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 500 กรัม แล้วคนให้เข้ากันในเครื่องผสมความเร็วสูง แล้วอุ่นให้ร้อนถึง 120℃ ในเครื่องผสมความเร็วสูง ให้พ่นละอองตัวดัดแปลงพื้นผิว FD-1106 และ OA จากนั้นผสมและคนเป็นเวลาที่กำหนด วิธีนี้จะสร้างผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงโดยตัวดัดแปลงแบบผสม
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: การกำหนดอัตราการกระตุ้น การทดสอบค่าการดูดซับน้ำมัน และการวิเคราะห์ขนาดอนุภาค
ผลการปรับเปลี่ยน:
(1) เมื่อปริมาณการเติมของตัวปรับเปลี่ยนพื้นผิวทั้งสี่ตัว ได้แก่ DL-411, SA, FD-1106 และ OA เท่ากับ 1.5%, 1.0%, 1.5% และ 1.0% ของมวลแคลเซียมคาร์บอเนตหนักตามลำดับ ผลของการปรับเปลี่ยนจะดีที่สุด อนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนจะกระจายตัวได้ดีขึ้นและทำงานได้เร็วขึ้น นอกจากนี้ ค่าการดูดซับน้ำมันยังลดลงอีกด้วย
(2) ผลของการปรับเปลี่ยนแบบเปียกนั้นค่อนข้างชัดเจนกว่า แต่กระบวนการปรับเปลี่ยนแบบแห้งนั้นง่ายกว่า ใช้งานง่ายกว่า และประหยัดต้นทุนได้มากกว่า ดังนั้น การปรับเปลี่ยนแบบแห้งจึงเหมาะสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมมากกว่า
(3) ผลการทดสอบอินฟราเรดของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงสี่ชนิดพิสูจน์ได้ว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักได้รับการดัดแปลงด้วยตัวดัดแปลงสำเร็จ การวิเคราะห์ขนาดอนุภาคแสดงให้เห็นว่าขนาดเฉลี่ยของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักลดลงมากหลังจากใช้ตัวดัดแปลงสี่ชนิด ในจำนวนนั้น OA ผลิตขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่ใหญ่ที่สุดที่ 23.6% ในขณะที่อัตราการเปิดใช้งานสูงถึง 98.8%
(4) ตัวแทนการจับคู่โพลีซิโลเซนที่ดัดแปลงด้วยอัลคิล (FD-1106) และ OA ถูกเลือกเพื่อดำเนินการดัดแปลงการประกอบตัวเองแบบคอมโพสิตของแคลเซียมคาร์บอเนต เมื่ออัตราส่วนตัวดัดแปลงคอมโพสิต (FD-1106: OA) อยู่ที่ 1:1 การปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดีที่สุดจะเกิดขึ้น เราทำได้โดยการเติม 1% ของตัวดัดแปลงคอมโพสิต ปฏิกิริยาใช้เวลา 10 นาทีที่อุณหภูมิ 110 °C แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงมีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 8.45 μm นอกจากนี้ อัตราการกระตุ้นถึง 99.6% การเติมแคลเซียมคาร์บอเนต 30% ใน PBAT/PLA ให้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีที่สุดสำหรับฟิล์มคอมโพสิต ความแข็งแรงแรงดึงคือ 19.37 MPa ในทิศทางขวางและ 29.67 MPa ในทิศทางยาว ในเวลานี้ ฟิล์มคอมโพสิตเป็นวัสดุไม่ชอบน้ำที่มีมุมไม่ชอบน้ำ 95°
สูตร 13: การปรับเปลี่ยนสารปรับเปลี่ยนแบบผสมที่ใช้ฐานน้ำ
สารปรับเปลี่ยน: โพลีเอทิลีนไกลคอล-300 (PEG-300), โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS) และโซเดียมสเตียเรต
วิธีการปรับเปลี่ยน:
- ชั่งน้ำหนักแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 500กรัม
- ชั่งน้ำหนักสารปรับเปลี่ยนคอมโพสิต 10 กรัม
- ตวงน้ำบริสุทธิ์ 7มล.
- นำสิ่งเหล่านี้ไปอุ่นในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80℃
การกระทำดังกล่าวจะสร้างสารละลายปรับเปลี่ยนเชิงคอมโพสิตในน้ำสำหรับใช้ในภายหลัง
ใส่ผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักในเครื่องผสมความเร็วสูง ให้ความร้อนถึง 100-110℃ จากนั้นค่อยๆ เติมสารละลายน้ำตัวดัดแปลง ผสมด้วยความเร็วสูงเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นหยุดคนและเปิดฝาเครื่องผสม ปล่อยให้น้ำระเหยเป็นเวลา 10 นาที สุดท้าย ผสมด้วยความเร็วสูงอีก 20 นาที อุณหภูมิของวัสดุจะอยู่ระหว่าง 100 ถึง 110℃ ในระหว่างกระบวนการ วิธีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักจะถูกกระตุ้น
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: ค่าการดูดซับน้ำมัน ปริมาตรการตกตะกอน สัณฐานวิทยาของพื้นผิว และประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิต PP/แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก
ผลการปรับเปลี่ยน:
เมื่ออัตราส่วนมวลของ PEG-300, SDS และโซเดียมสเตียเรตอยู่ที่ 6:2:2 การปรับเปลี่ยนพื้นผิวจะมีประสิทธิภาพสูงสุด ค่าการดูดซับน้ำมันของผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักลดลงจาก 32.7 มล./100 กรัม เหลือ 15.5 มล./100 กรัม นอกจากนี้ ปริมาตรการตกตะกอนยังลดลงจาก 4.1 มล./ก. เหลือ 1.0 มล./ก. แคลเซียมคาร์บอเนตหนักแบบผสมน้ำมีอนุภาคขนาดเล็ก ทำให้กระจายตัวได้ดีกว่าและเกิดผลึกได้ดีขึ้น ตัวปรับเปลี่ยนแบบผสมน้ำทำงานได้ดีกว่ากรดสเตียริก เมื่อเราเติมผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักมากขึ้น คุณสมบัติทางกลของ PP/แคลเซียมคาร์บอเนตหนักแบบผสมก็จะเปลี่ยนไปด้วย โดยจะดีขึ้นก่อนแล้วจึงลดลง ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจะเกิดขึ้นเมื่อเศษส่วนมวลคือ 30% ความแข็งแรงในการดัดงอจะถึง 45.75MPa และความแข็งแรงในการดึงจะถึง 32.58MPa
สูตร 14: การดัดแปลงแห้งของอิมัลชันโพลิเมอร์
ตัวปรับเปลี่ยน: พอลิเมอร์อิมัลชัน
วิธีการปรับเปลี่ยน: ใส่แคลเซียมคาร์บอเนตในเตาอบและอบให้แห้งที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ชั่งน้ำหนักผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนักแห้งในปริมาณที่กำหนดหลังจากกำจัดความชื้นออกแล้ว จากนั้นใส่ลงในขวดคอ 3 คอ ใส่ลงในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสและคนด้วยไฟฟ้าที่ความเร็ว 500 รอบต่อนาที เติมอิมัลชันโพลิเมอร์ลงในขวดคอ 3 คอและคนด้วยไฟฟ้าเป็นเวลา 50 นาที ปล่อยให้เย็นและระบายวัสดุออกเพื่อให้ได้แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ: อัตราการกระตุ้น FT-IR, XRD, SEM, ศักย์ซีตา
ผลการปรับเปลี่ยน: ที่อุณหภูมิ 80℃ หลังจากผ่านไป 50 นาที และด้วยความเร็ว 500 รอบต่อนาที แคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะมีอัตราการกระตุ้น 90.8% ซึ่งใช้โพลิเมอร์อิมัลชัน 3% ที่มีพื้นฐานมาจากน้ำหนักของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักของ Xianfeng ซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลของการปรับเปลี่ยนที่ดี แคลเซียมคาร์บอเนตมีลักษณะเฉพาะคือ FT-IR, XRD, SEM และศักย์ซีตา ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเราสามารถต่อโพลิเมอร์อิมัลชันเข้ากับพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนตได้สำเร็จ จุดสูงสุดของการเลี้ยวเบนของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะเคลื่อนไปที่มุมที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม โพลิเมอร์อิมัลชันจะไม่เปลี่ยนแปลงรูปแบบผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต ศักย์ซีตาของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะเพิ่มขึ้นจาก 14.1 mV เป็น 29.8 mV ขนาดของอนุภาคจะเล็กลง ซึ่งช่วยปรับปรุงการกระจายตัว
สูตรที่ 15: กรดทาร์ทาริกไดเอสเตอร์ดัดแปลงโดย Dipalmitoyl
ตัวปรับเปลี่ยน: ไดปาล์มิทอยล์ กรดทาร์ทาริก ไดเอสเตอร์
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การสังเคราะห์ไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์: เริ่มต้นด้วยกรดปาล์มิติก 10.3 กรัมในขวดก้นกลม จากนั้นค่อยๆ เติมไทโอนิลคลอไรด์ 10 มล. ลงไปขณะคน ให้ความร้อนส่วนผสมที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 3 ชั่วโมง หรือจนกว่าสารละลายจะใส นำไทโอนิลคลอไรด์ส่วนเกินออกโดยใช้การระเหยแบบหมุนสูญญากาศ จากนั้นเติมเมทิลเทิร์ต-บิวทิลอีเธอร์ 5 มล. ระเหยแบบหมุนต่อไปจนกว่าจะได้กรดปาล์มิติกคลอไรด์สีน้ำตาลเหลือง ละลายกรดปาล์มิติกคลอไรด์ในไดคลอโรมีเทน
จากนั้นเทส่วนผสมนี้ลงในขวดคอสามคอ จากนั้นเติมไตรเอทิลามีน 16.8 มิลลิลิตรลงในน้ำแข็ง ชั่งกรดทาร์ทาริก 3.0 กรัม ให้ความร้อนและละลายในอะซิโตน จากนั้นหยดลงในขวดคอสามคอ เมื่อเสร็จแล้ว ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิห้องและทำปฏิกิริยาข้ามคืน กรองและระเหยสารละลายด้วยเครื่องดูดสูญญากาศเพื่อให้ได้ของแข็งที่มีลักษณะคล้ายแป้ง จากนั้นตกผลึกใหม่สองครั้งด้วยอะซิโตน ในที่สุด ทำให้แห้งเพื่อให้ได้ของแข็งสีขาว ซึ่งก็คือไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย
(2) การดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก: ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนต เติมน้ำและคนให้เข้ากันจนเป็นของเหลวข้น จากนั้นนำไปใส่ในอ่างน้ำที่มีอุณหภูมิคงที่ ให้ความร้อนขณะคนด้วยความเร็ว 450 รอบต่อนาที ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม จากนั้นเติมเศษส่วนมวลที่เหมาะสมของตัวดัดแปลง คนและทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิคงที่เป็นเวลาที่กำหนด กรอง ตากแห้ง และบดให้มีขนาดอนุภาค <250μm เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลง
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: ค่าการดูดซับน้ำมัน ปริมาตรการตกตะกอน ระดับการกระตุ้น
ผลการปรับเปลี่ยน:
ในการปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก (10μm) ด้วยไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ ให้ใช้เงื่อนไขที่เหมาะสมเหล่านี้: ปริมาณตัวปรับเปลี่ยน 2.0% เวลาปรับเปลี่ยน 55 นาที และอุณหภูมิ 60℃
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ แคลเซียมคาร์บอเนตที่ถูกปรับเปลี่ยนแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัด:
- ค่าการดูดซับน้ำมันลดลงจาก 0.2780 มล./ก. เป็น 0.2039 มล./ก.
- ปริมาตรการตกตะกอนลดลงจาก 1.3 มล./ก. เหลือ 0.3 มล./ก.
- ระดับการเปิดใช้งานเพิ่มขึ้นจาก 0% เป็น 98.58%
ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ถึงผลกระทบการปรับเปลี่ยนที่สำคัญ
แคลเซียมคาร์บอเนตที่มีไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ดูดซับน้ำมันได้น้อยกว่าและมีปริมาณการตกตะกอนน้อยกว่า ซึ่งแตกต่างจากแคลเซียมคาร์บอเนตที่ใช้กรดสเตียริก อย่างไรก็ตาม ระดับการกระตุ้นของไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ดีกว่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผลการดัดแปลงของไดเอสเตอร์กรดทาร์ทาริกไดพัลมิทอยล์ที่มีโซ่ไฮโดรโฟบิกคู่และกรดไดคาร์บอกซิลิกดีกว่ากรดสเตียริกโซ่เดี่ยวแบบดั้งเดิม
สูตร 16: การดัดแปลงแห้งของกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเซต
ตัวปรับเปลี่ยน: กรดอิลิโอสเตียริกทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบ โดยจะทำปฏิกิริยากับกรดมาลิอิกแอนไฮไดรด์ผ่านปฏิกิริยาไดลส์-อัลเดอร์เพื่อสร้างกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ จากนั้นสารประกอบนี้จะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อผลิตกรดอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเซตไตรคาร์บอกซิล ซึ่งเป็นตัวปรับเปลี่ยนที่มีจุดทำงานหลายจุด
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การสังเคราะห์ไฮโดรไลเสตแอนไฮไดรด์อิลีออสเตียริก:
- เติมกรดอิลิออสเตียริก 20.0 กรัมลงในขวดคอ 3 คอ
- ให้ความร้อนถึง 65℃ โดยคนตลอดเวลา
- จากนั้นเติมกรดมาลิอิกแอนไฮไดรด์ 3.6 กรัม
- เมื่อกรดมาลิกแอนไฮไดรด์ละลายแล้ว ให้เพิ่มอุณหภูมิเป็นประมาณ 140℃
- ปล่อยให้ทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 90 นาที เพื่อให้ได้สารอีลิออสเตียริกแอนไฮไดรด์ที่มีความหนืดสีน้ำตาลเหลือง
- จากนั้นละลายอิลิโอสเตียริกแอนไฮไดรด์ในอะซิโตนเพื่อสร้างสารละลาย
- เติมน้ำในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อไฮโดรไลซ์แอนไฮไดรด์
- ปล่อยทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 30 นาที เพื่อให้ได้ไฮโดรไลเซตอิลิออสเตียริกแอนไฮไดรด์
(2) การดัดแปลงแห้งของแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก:
- เริ่มต้นด้วยผงแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก 100 กรัม
- วางไว้ในเครื่องกระจายส่วนผสมความเร็วสูง
- ให้ความร้อนถึง 50℃
- จากนั้นเติมสารละลายอะซิโตนที่มีกรดอิลีสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเสตในปริมาณที่กำหนด
- ผสมให้เข้ากันประมาณ 15 นาที
- จากนั้นนำไปตากให้แห้งจนมีมวลคงที่
- ในที่สุด
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: ระดับการกระตุ้น ค่าการดูดซับน้ำมัน มุมสัมผัส ความหนืด และเตรียมวัสดุคอมโพสิตแคลเซียมคาร์บอเนต/PVC เพื่อทดสอบประสิทธิภาพ
ผลการปรับเปลี่ยน:
การดัดแปลงแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดีที่สุดคือการใช้กรดอิลีออสเตียริกแอนไฮไดรด์ไฮโดรไลเสต 1.5% ส่งผลให้ระดับการกระตุ้นอยู่ที่ 83.40% นอกจากนี้ยังช่วยลดค่าการดูดซับน้ำมันลงเหลือ 28.29 มิลลิลิตร/100 กรัม และลดความหนืดลง 46.36% มุมสัมผัสน้ำวัดได้ 99° การเติมแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงลงในพีวีซีจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกแบบมีรอยบากของคอมโพสิต โดยจะเพิ่มขึ้นจาก 8.455 กิโลจูล/ตร.ม. เป็น 10.216 กิโลจูล/ตร.ม. การยืดตัวเมื่อขาดยังเพิ่มขึ้นจาก 16.12% เป็น 24.52% แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงมีผลในการทำให้วัสดุพีวีซีแข็งแรงขึ้น
สูตรที่ 17: การปรับเปลี่ยน Span60
ตัวปรับเปลี่ยน: ซอร์บิแทนโมโนสเตียเรต (Span60)
วิธีการปรับเปลี่ยน:
ชั่งผงแคลเซียมคาร์บอเนตแห้งในปริมาณที่กำหนด จากนั้นวัดปริมาณเดียวกันสำหรับลูกบดแบบลูกกลิ้ง จากนั้นใส่ทั้งสองอย่างลงในเครื่องบดแบบลูกกลิ้งที่แห้งและสะอาด โดยปฏิบัติตามอัตราส่วนลูกบดต่อวัสดุ ชั่งสารปรับเปลี่ยนในปริมาณที่ต้องการ ละลายในเอธานอลที่ปราศจากน้ำ จากนั้นเทส่วนผสมลงในเครื่องบดแบบลูกกลิ้ง เริ่มเครื่องบดแบบลูกกลิ้งเพื่อเริ่มปรับเปลี่ยน หลังจากบดแบบลูกกลิ้งแล้ว ให้เอาสารละลายออก จากนั้นนำไปใส่ในเตาอบแห้งที่อุณหภูมิ 80°C เมื่อแห้งแล้ว ให้ปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง สุดท้าย ให้บดเพื่อให้ได้ตัวอย่างผงแคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยนแล้ว
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: การกระตุ้น ปริมาตรการตกตะกอน ค่าการดูดซับน้ำมัน ขนาดของอนุภาค
ผลการปรับเปลี่ยน:
หลังจากการปรับเปลี่ยน การทำงานของพื้นผิวของผงแคลเซียมหนักจะเพิ่มขึ้น ปริมาณการตกตะกอน ค่าการดูดซับน้ำมัน และขนาดอนุภาคลดลง ตัวปรับเปลี่ยน Span60 ได้รับการดูดซับลงบนพื้นผิวของผงแคลเซียมหนักสำเร็จแล้ว ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของพื้นผิวของผง ปริมาณตัวปรับเปลี่ยนมีผลกระทบมากที่สุดต่อผลของการปรับเปลี่ยน ถัดมาคืออัตราส่วนระหว่างลูกบอลต่อวัสดุ หลังจากนั้น เวลาในการบดลูกบอลและความเร็วในการบดลูกบอลก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการปรับเปลี่ยนคือ:
- ความเร็วการบดลูกบอล: 300 รอบ/นาที
- เวลาในการบดลูกบอล: 1.5 ชั่วโมง
- อัตราส่วนระหว่างลูกบอลกับวัสดุ: 8:1
- ขนาดยาปรับเปลี่ยน: 2.0%
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ระดับการกระตุ้นของผงแคลเซียมหนักที่ปรับเปลี่ยนแล้วจะถึง 99.2%
สูตร 18: การดัดแปลงพอลิเมอร์ไรเซชันโพลีไวนิลอะซิเตท
สารปรับเปลี่ยน: โพลีไวนิลอะซิเตท
วิธีการปรับเปลี่ยน:
(1) การดัดแปลงโพลีไวนิลอะซิเตทโดยตรง ให้ความร้อนกับสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตที่บดละเอียดถึง 90°C จากนั้นเติมโพลีไวนิลอะซิเตทที่ผ่านการพอลิเมอร์ลงไปขณะคนอย่างรวดเร็ว คนที่อุณหภูมิ 90°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมงเพื่อให้การดัดแปลงเสร็จสิ้น
(2) การดัดแปลงพอลิเมอไรเซชันแบบอินซิทูของโพลีไวนิลอะซิเตท ผสมโพลีไวนิลแอลกอฮอล์และโซเดียมโดเดซิลเบนซีนซัลโฟเนตลงในสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่บดแล้ว ให้ความร้อนสารละลายถึง 90°C จากนั้นเปิดอิมัลซิไฟเออร์เพื่อละลายโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ให้หมด สุดท้าย ปล่อยให้เย็นลง ทำให้ส่วนผสมเย็นลงถึง 68–70°C จากนั้นเติม OP-10 และ 30% ของไวนิลอะซิเตททั้งหมด คนเป็นเวลา 20 นาที จากนั้นเติมโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต 0.5% ตามปริมาณไวนิลอะซิเตททั้งหมด ปล่อยให้เกิดปฏิกิริยาเป็นเวลา 30 นาที เติมไวนิลอะซิเตทที่เหลือและโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต 0.5% อีกตัวอย่างช้าๆ รักษาอุณหภูมิไว้ที่ 68–70°C ขณะเติมไวนิลอะซิเตท หลังจากเติมไวนิลอะซิเตททั้งหมดแล้ว ให้เพิ่มอุณหภูมิเป็น 90–95°C จากนั้นใช้สารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนต 10% เพื่อปรับค่า pH เป็น 6–7 จนกว่าปฏิกิริยาจะเสร็จสิ้นและการปรับเปลี่ยนเสร็จสมบูรณ์
(3) Stearic acid modification. The ground heavy calcium carbonate slurry is heated to 90℃, and the heated and melted stearic acid is added under high-speed stirring. The temperature is maintained and stirred for 1h to complete the modification. Dehydration, drying, and crushing of heavy calcium carbonate: Use a centrifuge to dehydrate the modified heavy calcium carbonate slurry. This process creates a modified heavy calcium carbonate filter cake. The filter cake is placed in an oven and dried at 110℃ until the moisture content of the filter cake is less than 0.3%, which is considered to be completed. The dried filter cake is placed in a jet mill for crushing and sieving. The powder obtained after crushing and sieving is the heavy calcium carbonate powder used for PVC granulation.
การทดสอบและลักษณะเฉพาะ: การทดสอบเทอร์โมกราวิเมทริก การทดสอบสเปกตรัมอินฟราเรด การทดสอบประสิทธิภาพของ PVC
ผลการปรับเปลี่ยน:
สารละลายแคลเซียมคาร์บอเนตต้องผ่านปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน ซึ่งช่วยให้โพลีไวนิลอะซิเตทเกาะติดกับพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตได้
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยโพลีไวนิลอะซิเตทช่วยให้ผลิตภัณฑ์พีวีซีมีสีใกล้เคียงกับแคลเซียมคาร์บอเนตเดิมมากขึ้น ซึ่งดีกว่าแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก โพลีไวนิลอะซิเตทช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตและเรซินพีวีซี นอกจากนี้ยังช่วยลดความหนืดของของเหลวที่หลอมละลายและป้องกันไม่ให้เรซินพีวีซีสลายตัวในระหว่างการทำให้เป็นพลาสติก
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยโพลีไวนิลอะซิเตทมีคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่าในวัสดุ PVC ซึ่งเป็นจริงเมื่อเปรียบเทียบกับการดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก เนื่องจากโพลีไวนิลอะซิเตทช่วยให้แคลเซียมคาร์บอเนตผสมกับเรซิน PVC ได้ดีและเพิ่มอีลาสโตเมอร์
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยโพลีไวนิลอะซิเตท (การโพลีเมอไรเซชันแบบอินซิทู) จะดูดีกว่าในชิ้นส่วนที่ฉีดขึ้นรูปด้วยพีวีซีสีเมื่อเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก ซึ่งเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าโพลีไวนิลอะซิเตทช่วยแก้ปัญหาความเข้ากันได้ระหว่างแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีน้ำหนักมากและเรซินพีวีซี
สูตร 19 : การดัดแปลงการเคลือบแป้ง
สารปรับเปลี่ยน: แป้งเป็นตัวปรับเปลี่ยนหลัก และโซเดียมสเตียเรตและโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตเป็นตัวเสริม
วิธีการปรับเปลี่ยน:
แป้งโพลีเมอร์ธรรมชาติใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยน ขั้นแรก ผสมแป้งและแคลเซียมคาร์บอเนตหนักให้เข้ากัน จากนั้นเตรียมเป็นสารแขวนลอยในสัดส่วนและความเข้มข้นที่เหมาะสม จากนั้นคนและให้ความร้อนส่วนผสมจนถึง 95°C หลังจากนั้นสักครู่ ให้เติมสารละลายโซเดียมสเตียเรตในปริมาณหนึ่ง แป้งในส่วนผสมจะผ่านปฏิกิริยาแบบผสมเป็นเวลาที่กำหนด กระบวนการนี้ช่วยให้ได้ระดับความไม่ชอบน้ำที่ต้องการ หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งของปฏิกิริยา อุณหภูมิจะลดลงเพื่อปรับปรุงอัตราการใช้แป้ง จากนั้นเติมสารละลายโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตลงไปเล็กน้อย วิธีนี้จะช่วยเชื่อมขวางและตกตะกอนแป้งในน้ำ ช่วยให้เราใช้แป้งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความต้านทานแรงเฉือนของสารเชิงซ้อนบนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักอีกด้วย
การทดสอบและการกำหนดลักษณะประกอบด้วย:
- ความขาว
- ความทึบแสง
- ศักย์ซีตา
- ขนาดและการกระจายตัวของอนุภาค
- คุณสมบัติทางแสง
- คุณสมบัติความแข็งแรงของกระดาษอัด
ผลการปรับเปลี่ยน:
เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลง ได้แก่:
- 1.5% โซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟต
- ความเข้มข้นของส่วนผสม 20%
- 60℃ สำหรับปฏิกิริยาการตกตะกอน
- ความเร็วในการกวน 200 รอบต่อนาที
การดัดแปลงทำให้ความขาวและความทึบของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักลดลง ศักย์ซีตาจะเปลี่ยนจากบวกเป็นลบ แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงมีอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงประมาณ 6 เท่า ความสม่ำเสมออยู่ที่ประมาณ 1/11 ของแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดที่ไม่ได้ดัดแปลง นอกจากนี้ ช่วงการกระจายขนาดอนุภาคยังแคบกว่าด้วย
ด้วยปริมาณเถ้าเท่ากัน กระดาษเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะมีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งกว่ามาก ความแข็งแรงในการยึดติดเส้นใยในทิศทาง Z นั้นสูงกว่ากระดาษเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงมาก กระดาษเติมแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะมีสีขาวและทึบแสงน้อยกว่าแบบที่ไม่ได้ดัดแปลง อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนั้นไม่สำคัญ เมื่อปริมาณการเติมเพิ่มขึ้น แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงจะคงอยู่ได้มากขึ้นในตอนแรก จากนั้น แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะเข้ามาเป็นผู้นำ โดยรวมแล้ว อัตราการกักเก็บนั้นใกล้เคียงกัน เมื่อโพลีอะคริลาไมด์บวก (CPAM) เพิ่มขึ้น แคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ดัดแปลงจะกักเก็บได้มากกว่าแบบที่ไม่ได้ดัดแปลงในตอนแรก จากนั้น อัตราการกักเก็บสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนตหนักที่ไม่ได้ดัดแปลงจะสูงขึ้นอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม อัตราการกักเก็บโดยรวมสำหรับทั้งสองประเภทนั้นค่อนข้างใกล้เคียงกัน การดัดแปลงแป้งของแคลเซียมคาร์บอเนตหนักสามารถปรับปรุงเอฟเฟกต์การกำหนดขนาดของไดเมอร์อัลคิลคีทีน (AKD) ในกระดาษที่เติมได้
สูตร 20: ตัวแทนจับคู่ไททาเนตและการประมวลผลแบบบูรณาการการบดแบบการไหลของอากาศ
ตัวปรับเปลี่ยน: ตัวแทนจับคู่ไททาเนต ประกอบเป็น 50% ของสารละลายตัวปรับเปลี่ยน ตัวทำละลายที่ใช้คือเอธานอลที่ปราศจากน้ำ
วิธีการปรับเปลี่ยน:
วิธีการบำบัดแบบบูรณาการของการบดอัดด้วยกระแสอากาศและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวถูกนำมาใช้ ขั้นแรก ให้เติมอนุภาคแคลเซียมหนัก 1.5 กก. ลงในห้องบดอัดด้วยกระแสอากาศ ต่อไป ให้ใช้หัวฉีดละอองและปั๊มแบบลูกสูบเพื่อฉีดสารละลายปรับเปลี่ยนเข้าไปในห้องปรับเปลี่ยน หัวฉีดบดอัดความเร็วเหนือเสียงจะเปิดขึ้น อากาศแรงดันสูงจะบดอัดอนุภาคแคลเซียมหนักในห้อง กระบวนการนี้จะช่วยปรับเปลี่ยนพื้นผิวและทำให้การไหลของอากาศถูกบดอัด ชั่งน้ำหนักผงแคลเซียมหนักละเอียดมากทุกๆ 5 นาที จากนั้นจึงเติมผงแคลเซียมหนักในปริมาณเท่ากันลงในห้องบด วิธีนี้จะทำให้มวลของผงแคลเซียมหนักคงที่ในห้อง การทดลองการบดอัดและปรับเปลี่ยนแบบบูรณาการจะสิ้นสุดลงหลังจาก 30 นาที
การทดสอบและการกำหนดลักษณะ:
อัตราการปล่อยการบดใช้เพื่อประเมินผลการบีบอัดของอนุภาคแคลเซียมหนัก อัตราการปล่อยการบดที่เร็วขึ้นจะใช้พลังงานในการบดน้อยลงสำหรับอนุภาคแคลเซียมหนัก แม้จะอยู่ที่ความเร็วล้อเดียวกันก็ตาม นอกจากนี้ยังนำไปสู่ผลการบีบอัดที่ดีขึ้นอีกด้วย เราตรวจสอบการกระจายขนาดอนุภาคของผง ซึ่งจะช่วยให้เราตรวจสอบว่ากระบวนการปรับเปลี่ยนเปลี่ยนขนาดของผงแคลเซียมหนักหรือไม่ เมื่อขนาดอนุภาคของผงแคลเซียมหนักไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก อัตราการปลดปล่อยที่เร็วขึ้น จะทำให้ผลการบีบอัดดีขึ้น แคลเซียมหนักละเอียดพิเศษและพาราฟินเหลวแสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนพื้นผิวส่งผลต่อความหนืดอย่างไร ความหนืดที่ต่ำลงหมายความว่าผงแคลเซียมหนักละเอียดพิเศษจะผสมกับเมทริกซ์อินทรีย์ได้ดีกว่า นอกจากนี้ยังทำให้กระจายตัวได้สม่ำเสมอมากขึ้น ส่งผลให้ผลการบีบอัดพื้นผิวดีขึ้น
ผลการปรับเปลี่ยน:
การเปลี่ยนแปลงพื้นผิวระหว่างการบดด้วยกระแสลมสามารถเพิ่มอัตราการปลดปล่อยของผงแคลเซียมหนักละเอียดมากได้ เมื่ออุณหภูมิของกระแสลมถึง 60°C สารละลายตัวปรับเปลี่ยนจะมีเศษส่วนมวลของสารจับคู่ 50% และไหลด้วยความเร็ว 1.5 มิลลิลิตรต่อนาที เป็นผลให้อัตราการปลดปล่อยของอนุภาคแคลเซียมหนักเพิ่มขึ้นจาก 21.0 กรัมต่อนาทีเป็น 56.7 กรัมต่อนาที ซึ่งเพิ่มขึ้น 170% การบดด้วยกระแสลมจะเปลี่ยนพื้นผิวของผงแคลเซียมหนัก ทำให้ผสมกับเมทริกซ์อินทรีย์ได้ดี กระบวนการนี้ไม่ได้เปลี่ยนขนาดอนุภาคของผงแคลเซียมหนักละเอียดมาก ขนาดขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุนของล้อคัดเกรดเป็นหลัก