高填充母粒造粒機|碳酸鈣高填充母粒造粒機

碳酸鈣的活化機理

能對碳酸鈣進行表面改性的物質很多,但以往的研究大多集中在用有機酸對碳酸鈣進行表面改性,并制成相應的活性碳酸鈣商品。由于有機酸在碳酸鈣表面上的作用主要是物理吸附過程,在與樹脂的混合過程中,在碳酸鈣與樹脂界面間提供潤滑作用,所以用有機酸改性,可以改變物料的流變性能和加工性能,對制品的物理性能幾乎沒有改進。近年來,經深入研究表明,用偶聯(lián)劑對碳酸鈣進行改性時,偶聯(lián)劑分子的親無機端和親有機端分別能與碳酸鈣的表面和有機樹脂發(fā)生化學反應,同時與有機樹脂產生纏結作用,在交聯(lián)劑存在下,也能出現交聯(lián)現象。這一作用不僅改變了碳酸鈣的表面極性,也增大了碳酸鈣與有機樹脂的界面粘合力,所以用偶聯(lián)劑改性,不僅可以改善碳酸鈣填充制品加工性能,同時也可改善制品的物理機械性能。

對碳酸鈣進行表面改性較為有效的是鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑。但用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理過的碳酸鈣在某些聚合物中使用時會由于氧化而變色,處理過的碳酸鈣在存放期間或在填充制品的加工過程中,鈦酸酯分子的親有機端易發(fā)生水解或醇解,同時鈦酸酯的熱分解溫度也較鋁酸酯偏低,因此選用鋁酸酯偶聯(lián)劑處理碳酸鈣較為理想。用鋁酸酯偶聯(lián)劑活化碳酸鈣的機理如下:鋁酸酯偶聯(lián)劑的分子系屬兩親結構,一端為親無機基團,一端為親有機基團。偶聯(lián)劑作用于碳酸鈣表面時,由于碳酸鈣顆粒表面的鈣離子及碳酸根離子與大氣中水分子接觸,并發(fā)生水解,產生具有堿性的、疏油的羥基表面。

CaCO3 + H2O = Ca (OH) 2 + CO2 ↑                        

碳酸鈣的表面羥基可與鋁酸酯偶聯(lián)劑的親無機端發(fā)生化學結合,產生表面改性的碳酸鈣粒子。這些表面改性的碳酸鈣粒子與樹脂共混,偶聯(lián)劑分子的親有機端可與樹脂的分子發(fā)生纏結作用。由于偶聯(lián)劑的作用,使碳酸鈣具有活化機能,提高了與有機樹脂的親和力,達到對樹脂的改性及增強效果。