Modification de surface du carbonate de calcium : améliore la performance dans ces 5 aspects

Modification de surface du carbonate de calcium est une technologie de traitement cruciale pour améliorer ses performances d'application, sa polyvalence et son expansion sur le marché. Actuellement, il existe cinq méthodes principales : traitement de surface inorganique, modification de surface organique, modification de surface polymère, modification mécanique-chimique et modification de surface à haute énergie. Les effets de la modification se reflètent principalement dans les aspects suivants :

Améliorer la dispersibilité du carbonate de calcium

Traitement ultrafin est une méthode importante pour améliorer la qualité du carbonate de calcium. Cependant, plus la taille des particules de carbonate de calcium est petite, plus l'énergie de surface est élevée, l'adsorption plus forte et l'agglomération plus sévère.

Le choix d'agents de traitement de surface appropriés et de méthodes d'activation peut améliorer la dispersion du produit et prévenir la secondary agglomération.
Sinon, si les particules s'agglomèrent, la taille réelle des particules du produit en carbonate de calcium sera beaucoup plus grande que les particules originales.
Dans le traitement des plastiques, avec une force de cisaillement limitée lors du mélange, il est difficile de briser les agglomérats, ce qui entraîne des défauts locaux. Dans ce cas, l'effet d'application peut être pire que celui d'un actif ordinaire. carbonate de calcium.

Compatibilité améliorée du carbonate de calcium

Grâce à la modification de surface du carbonate de calcium, sa compatibilité à l'interface et son affinité avec les matériaux organiques peuvent être renforcées, améliorant ainsi ses performances dans les composites tels que le caoutchouc ou les plastiques.

Lors de l'utilisation d'acide stéarique et d'agents de couplage pour le traitement de surface du nanocarbonate de calcium, ce type d'activation améliore la compatibilité de la poudre dans les polymères. Cependant, il ne résout pas complètement la dispersion dans le caoutchouc lors du processus de vulcanisation. Une action mécanique forte est toujours nécessaire pour une dispersion efficace. De nouveaux agents de traitement de surface et dispersants pour le nanocarbonate de calcium devraient être synthétisés en se basant sur les principes de la science des polymères.

Conférer des fonctionnalités au carbonate de calcium

Grâce à la modification de surface, le carbonate de calcium peut passer d'un simple chargeur à un modificateur multifonctionnel, tel que :

• Dans les plastiques, il peut améliorer la stabilité dimensionnelle, la dureté et la rigidité des produits plastiques, ainsi que renforcer les performances de traitement et la résistance à la chaleur.
• En tant que chargeur dans le caoutchouc, il augmente le volume, réduit les coûts et améliore les performances de traitement et de vulcanisation.
• Dans la fabrication du papier, il sert de chargeur pour le papier, de pigment blanc pour le papier couché, et de chargeur pour le papier calque à base de calcium.
• Dans les revêtements, il agit comme un chargeur en fournissant une structure de cadre, d'où son nom de « pigment d'extention ». Dans les revêtements à base d'huile, la quantité de remplissage peut atteindre 10–50%, tandis que dans les revêtements à base d'eau, elle peut atteindre 10–20%.

Réduire la valeur d'absorption d'huile du carbonate de calcium

Plus la valeur d'absorption d'huile est faible, mieux c'est. Si la valeur d'absorption d'huile est trop élevée, cela peut entraîner une absorption excessive des plastifiants lors du mélange, augmentant la viscosité du système et affectant la transformation de la résine. Cela augmente également la quantité de plastifiant nécessaire, ce qui augmente les coûts du produit. Par conséquent, réduire la valeur d'absorption d'huile est essentiel pour améliorer ses performances d'application. Actuellement, les produits de carbonate de calcium à faible valeur d'absorption d'huile ont un avantage clair sur le marché. La modification de surface est une méthode importante pour réduire la valeur d'absorption d'huile des poudres. Après la modification de surface, la polarité du carbonate de calcium est réduite, le frottement entre les particules diminue, et la lubricité s'améliore. En conséquence, les particules se compactent plus étroitement, augmentant la densité apparente et réduisant la valeur d'absorption d'huile.

Augmenter la valeur ajoutée du carbonate de calcium

Actuellement, il y a une surabondance de carbonate de calcium ordinaire, et la concurrence à bas prix est intense. Le carbonate de calcium modifié par traitement de surface montre des performances nettement améliorées, offrant une meilleure expérience utilisateur, ce qui augmente naturellement sa valeur. Bien sûr, l'augmentation de prix après modification varie en fonction de la taille des particules du carbonate de calcium.

Types de modificateurs de Nano Carbonate de Calcium

Les méthodes de modification du nano-carbonate de calcium impliquent généralement des réactions de greffage et de couplage. Selon la structure et les caractéristiques, les modificateurs peuvent être classés en surfactants, agents de couplage, polymères et substances inorganiques.

Surfactants

Actuellement, les surfactants couramment utilisés incluent les acides gras, les phosphates et les polymères.

Les modificateurs à base d'acides gras ont une structure d'alkyle à longue chaîne à une extrémité de la molécule, similaire aux polymères. Selon le principe de similarité, ils peuvent mieux compatibiliser avec les matrices polymères. Les groupes polaires, tels que les groupes carboxyle, à l'autre extrémité de la molécule peuvent s'adsorber physiquement ou chimiquement à la surface de matériaux inorganiques comme le nano-carbonate de calcium.

Les phosphates modifient principalement le nano-carbonate de calcium en réagissant avec des ions phosphate et des ions calcium pour former une couche de phosphate à la surface, améliorant l'affinité à l'huile de la surface et ses propriétés hydrophobes.

Les polymères modifient en contrôlant la taille des particules de nanoparticules et en modifiant leur état de surface. Les polymères contenant des groupes sulfonique ou carboxylique peuvent servir de modificateurs et sont généralement utilisés sous forme de groupes ionisables.

Agent de couplage

Les agents de couplage modifient en utilisant deux groupes fonctionnels différents dans la molécule pour réagir chimiquement ou s'entrelacer physiquement avec les groupes fonctionnels à la surface du carbonate de calcium, combinant ainsi deux matériaux aux propriétés distinctes. Cela forme un pont moléculaire à la surface du nano-carbonate de calcium, améliorant sa compatibilité avec les matériaux organiques.

Les agents de couplage à base de titanate et d'aluminate sont actuellement les types les plus couramment utilisés pour modifier le nano-carbonate de calcium.

Polymères et Inorganiques

Les polymères modifient en s'adsorbant à la surface du carbonate de calcium, formant une couche d'adsorption physique ou chimique. Cette couche confère des caractéristiques de charge, empêchant l'agglomération et améliorant la dispersion.

Les électrolytes inorganiques, en tant que modificateurs, s'adsorbent à la surface du nano-carbonate de calcium.
Ils augmentent considérablement la valeur absolue du potentiel de surface du carbonate de calcium nano. En même temps, la mouillabilité de la surface du carbonate de calcium nano avec l'eau est améliorée, ce qui empêche en partie l'agrégation dans l'eau.

Les modificateurs d'électrolytes inorganiques courants incluent l'aluminate de sodium, le silicate de sodium, l'alun et les phosphates condensés.

Conclusion

La poudre de carbonate de calcium modifiée, en tant qu'industrie à haute teneur technologique et à valeur ajoutée, a obtenu des résultats significatifs dans plusieurs domaines. Elle transforme non seulement des ressources minérales inorganiques non métalliques abondantes en avantages économiques, mais améliore également la qualité et la compétitivité des produits dans les industries connexes.

Lors du développement de charges de carbonate de calcium fonctionnelles, nous devons nous concentrer sur leur rentabilité, en réduisant les coûts des matières premières plastiques. En même temps, nous devons explorer leur fonctionnalité et leurs avantages environnementaux dans les produits, passant de la recherche de profit à un nouveau domaine de développement durable.

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