未經(jīng)表面處理的碳酸鈣與樹(shù)脂的相容性較差,容易造成在高聚物基料中分散不均從而造成復合材料的界面缺陷,降低材料的機械強度,且隨著(zhù)用量的增加,這些缺點(diǎn)更加明顯。
因此,必須要進(jìn)行表面改性,通過(guò)表面改性,可增大碳酸鈣與有機體的界面相容性及親和性,從而提高其與橡膠或塑料等復合材料的物理性能。
1、表面改性劑的選擇
表面處理劑種類(lèi)繁多,但真正使用量大的商品化的表面處理劑主要有硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑三大類(lèi),此外還有硅烷偶聯(lián)劑和磷酸酯偶聯(lián)劑等。
其中,硬脂酸最便宜,而且對聚氯乙烯塑料來(lái)說(shuō)比較適合,因為硬脂酸除了可使碳酸鈣的表面有機化外,還可以作為聚氯乙烯的外潤滑劑使用。對聚烯烴塑料來(lái)說(shuō),硬脂酸也可以用來(lái)處理碳酸鈣,但用量較大,且因無(wú)化學(xué)反應僅起包覆作用,故整體效果不如偶聯(lián)劑。
幾種偶聯(lián)劑都可用于碳酸鈣表面處理,但各具特點(diǎn)。鈦酸酯偶聯(lián)劑多為液態(tài),易分布開(kāi)來(lái),但通常顏色較深,在要求白度高的產(chǎn)品中不適合;鋁酸酯價(jià)格比鈦酸酯便宜一些,顏色呈白或淡黃色,利于做白色制品,但通常為固態(tài)臘狀,熔融和分布開(kāi)來(lái)需要足夠的時(shí)間;硅烷偶聯(lián)劑十分昂貴,而且由于分子結構上柔性碳鏈少且短,對填充塑料的加工流動(dòng)性有影響。
在選擇表面處理劑時(shí)要同時(shí)考慮價(jià)格、效果兩個(gè)方面,特別要從處理好的碳酸鈣將用于哪一種塑料和制品方面考慮并決定。
2、表面改性劑的使用要點(diǎn)
使用偶聯(lián)劑最關(guān)鍵的問(wèn)題是要讓它以最快的速度到達碳酸鈣的每一個(gè)顆粒并與之發(fā)生化學(xué)反應形成化學(xué)鍵合。這就要求一是要在高速運動(dòng)狀態(tài)下分布開(kāi)來(lái),二是要有適當的溫度利于化學(xué)反應的進(jìn)行。
此外,還有一個(gè)氫質(zhì)子(H+)的來(lái)源問(wèn)題,如果碳酸鈣中水分含量高,偶聯(lián)劑有可能與水先進(jìn)行反應(H+由H2O來(lái)提供),而不是與碳酸鈣表面上的羥基反應,那么表面處理的目的就不能達到了。
因此,必須要保證快速分布、溫度適宜和不含水分三個(gè)條件,才能發(fā)揮出偶聯(lián)劑應有的作用。
至于是否應先溶于溶劑,是否一定要以噴霧形式加入到處理設備中,一定要分批分次投入,經(jīng)實(shí)踐表明這些并不重要。

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