重質碳酸鈣在機械粉碎過程中產生的Ca2+和CO32-不飽和質點容易和吸附的水分子發(fā)生反應產生羥基,使得重質碳酸鈣具有親水性,但是有機聚合物親油疏水,兩者表面性質相反導致重質碳酸鈣在有機聚合物基體中的相容性差,分散不均勻,界面結合力弱,致使高聚物基復合材料在使用過程中容易產生界面缺陷,使用性能下降,因此必須對重質碳酸鈣進行表面有機改性。
梁朝等選用表面活性劑類新型改性劑JST-9001(聚氧乙烯醚型復合改性劑)、JST-9002(磷酸酯型復合改性劑)、JST-9003(聚氧乙烯醚型復合改性劑)、JST-9004(磷酸酯型復合改性劑)以及常用表面改性劑硬脂酸、鋁酸酯F-2、氨基硅油585C和羥基硅油對兩種重質碳酸鈣進行干法表面有機改性,研究改性重質碳酸鈣樣品吸油值、活化指數、油相分散穩(wěn)定性和純水潤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)等技術手段探究改性重質碳酸鈣粉體的表面結構、特性及改性劑與重質碳酸鈣的界面作用機理,結果表明:
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-2四種改性劑對重質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重質碳酸鈣樣品的吸油值分別為0.11mL/g和0.10mL/g,活化指數分別為98.77%和99.19%,濁度變化率為4.06%和5.30%,潤濕接觸角分別為154.2°和151.4°;改性C1000重質碳酸鈣樣品的吸油值分別為0.14mL/g和0.15mL/g,活化指數分別為89.73%和93.77%,濁度變化率分別為16.04%和9.59%,潤濕接觸角為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碳酸鈣顆粒表面,因此重質碳酸鈣表面性質發(fā)生改變,由親水性轉變?yōu)槭杷裕椅椭碉@著下降。