重質(zhì)碳酸鈣在機(jī)械粉碎過(guò)程中產(chǎn)生的Ca2+和CO32-不飽和質(zhì)點(diǎn)容易和吸附的水分子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生羥基,使得重質(zhì)碳酸鈣具有親水性,但是有機(jī)聚合物親油疏水,兩者表面性質(zhì)相反導(dǎo)致重質(zhì)碳酸鈣在有機(jī)聚合物基體中的相容性差,分散不均勻,界面結(jié)合力弱,致使高聚物基復(fù)合材料在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生界面缺陷,使用性能下降,因此必須對(duì)重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行表面有機(jī)改性。
梁朝等選用表面活性劑類新型改性劑JST-9001(聚氧乙烯醚型復(fù)合改性劑)、JST-9002(磷酸酯型復(fù)合改性劑)、JST-9003(聚氧乙烯醚型復(fù)合改性劑)、JST-9004(磷酸酯型復(fù)合改性劑)以及常用表面改性劑硬脂酸、鋁酸酯F-2、氨基硅油585C和羥基硅油對(duì)兩種重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行干法表面有機(jī)改性,研究改性重質(zhì)碳酸鈣樣品吸油值、活化指數(shù)、油相分散穩(wěn)定性和純水潤(rùn)濕接觸角隨改性劑用量的變化規(guī)律,并采用紅外光譜(FTIR)、熱重(TG)等技術(shù)手段探究改性重質(zhì)碳酸鈣粉體的表面結(jié)構(gòu)、特性及改性劑與重質(zhì)碳酸鈣的界面作用機(jī)理,結(jié)果表明:
1)相比于JST-9002、JST-9004、羥基硅油和氨基硅油585C,JST-9001、JST-9003、硬脂酸和鋁酸酯F-2四種改性劑對(duì)重質(zhì)碳酸鈣的改性效果更好。
2)新型改性劑JST-9001和JST-9003可在低改性劑用量(0.50%)的情況下獲得比硬脂酸和鋁酸酯F-2更優(yōu)的改性效果。JST-9001和JST-9003改性C525重質(zhì)碳酸鈣樣品的吸油值分別為0.11mL/g和0.10mL/g,活化指數(shù)分別為98.77%和99.19%,濁度變化率為4.06%和5.30%,潤(rùn)濕接觸角分別為154.2°和151.4°;改性C1000重質(zhì)碳酸鈣樣品的吸油值分別為0.14mL/g和0.15mL/g,活化指數(shù)分別為89.73%和93.77%,濁度變化率分別為16.04%和9.59%,潤(rùn)濕接觸角為91.9°和87.7°。
3)優(yōu)化用量下JST-9001和JST-9003改性劑分子中的親水基與重質(zhì)碳酸鈣表面的—OH發(fā)生鍵合作用,改性劑分子層包覆于重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面,因此重質(zhì)碳酸鈣表面性質(zhì)發(fā)生改變,由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?,且吸油值顯著下降。