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《东北大学》 2015年
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添加剂对纳米碳酸钙活化效果的影响研究

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【摘要】:纳米碳酸钙因其优良的纳米特性被广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸、食品及医药等各个领域。由于纳米碳酸钙颗粒粒度很小,表面能很高,因此颗粒间很容易相互吸附凝结而发生团聚,这将导致其纳米特性受到损害,而且会给产品的活化改性等后续加工处理带来困难。活化后的纳米碳酸钙应用在不同领域时对其产品特性又有不同的要求。为了解决这些难题,纳米碳酸钙制备完成后,有时可以根据需要在合成料浆中添加某种添加剂。添加剂根据其主要作用的不同,可分为分散剂和活化促进剂两种类型。显然,合成料浆中添加剂的引入必然影响纳米碳酸钙的表面改性,因此,研究添加剂对纳米碳酸钙活化效果的影响就具有非常重要的意义。本文采用间歇碳化法,在固定不变的碳化条件下,制备出性质一致的纳米碳酸钙料浆,并以此为原料,分别进行了分散剂对活化改性的影响研究和活化促进剂对活化改性的影响研究,系统考察了各种添加剂对不同活化剂活化效果的影响。最后结合红外光谱分析结果对添加剂影响活化改性效果的机理进行了初步探讨。通过分散剂对料浆的分散作用和活化改性效果的影响作用研究可以得到,分散剂六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、DA-01、DC-40的最佳用量分别为1.0%、2.0%、1.5%、1.5%、1.5%。在分散剂最佳用量条件下,采用硬脂酸钠对纳米碳酸钙的改性活化试验结果表明,料浆中加入无机分散剂(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠)后,增加了活化剂硬脂酸钠的用量,活化产品的吸油值和比表面积也相应提高。料浆中加入有机分散剂(DA-01、DC-40)后,活化剂硬脂酸钠的用量也增加了,但活化产品的吸油值降低了,而比表面积却基本没有改变。通过活化促进剂对活化改性效果的影响研究可知,以硬脂酸钠为活化剂,无机活化促进剂(硫酸镁和硫酸锌)使活化产品的吸油值有所提高,产品松散易粉碎;有机活化促进剂(柠檬酸钠、丙烯酸钠和蔗糖)使活化产品的吸油值有所降低,比表面积有所增大。以JN-114为活化剂,无机活化促进剂使活化产品的吸油值和比表面积都有所升高,有机活化促进剂对活化产品比表面积则影响不一。机理分析表明,六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠电离出的离子在碳酸钙颗粒表面发生静电吸附,从而对料浆的分散作用和纳米碳酸钙的活化改性效果产生了影响。DA-01和DC-40对料浆的分散作用和产品活化改性的影响是由DA-01和DC-40分子在碳酸钙颗粒表面的化学吸附引起的;硫酸镁和硫酸锌对纳米碳酸钙的活化改性效果的影响,是由于硫酸镁和硫酸锌中的阳离子与料浆中的氢氧根离子发生了反应,生成物沉积在碳酸钙颗粒表面造成的;柠檬酸钠和丙烯酸钠对纳米碳酸钙的活化效果的影响,主要是因为柠檬酸钠和丙烯酸钠与碳酸钙颗粒表面发生作用,在碳酸钙表面形成了有机吸附层;而蔗糖作为活化促进剂可能是因为氢键作用,对纳米碳酸钙的活化效果产生了一定的影响。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ132.32;TB383.1

【参考文献】
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