重質(zhì)碳酸鈣具有原料來源廣、熱穩(wěn)定性好、無毒性以及價格低廉等特點,粒徑小的重質(zhì)碳酸鈣在增韌方面占絕對優(yōu)勢,但細化后的顆粒表面能較大,在分散介質(zhì)中易團聚。另外,重質(zhì)碳酸鈣表面的親水特性與疏水性的樹脂相容性不佳,從而影響了其在高分子聚合物中的填充效果。
因此,為了提高重質(zhì)碳酸鈣在工業(yè)領(lǐng)域的使用價值和功能價值,使其能均勻地分散在分散介質(zhì)中,對其表面改性十分必要。
改性重質(zhì)碳酸鈣的加入可以降低環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠的生產(chǎn)成本,同時又能改善其力學(xué)性能。其中干法改性因耗材較少、成本低、流程簡單等特點被廣泛應(yīng)用。
關(guān)于重質(zhì)碳酸鈣改性的研究諸多,除了單一改性劑的嘗試,這幾年研究者轉(zhuǎn)向多種改性劑的復(fù)配,改性重質(zhì)碳酸鈣的功能化也越來越具有針對性。
熊枝敏等人采用硬脂酸和鈦酸酯偶聯(lián)劑為復(fù)配改性劑,對重質(zhì)碳酸鈣進行干法改性,并探討了改性碳酸鈣對環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,以期為重質(zhì)碳酸鈣的高附加值產(chǎn)品開發(fā)提供實際數(shù)據(jù)。
1、重質(zhì)碳酸鈣復(fù)合改性
稱取定量烘干后的重質(zhì)碳酸鈣到攪拌罐中,將攪拌罐放入相應(yīng)溫度的水浴鍋中,加入一定量的硬脂酸,使用高速分散機對碳酸鈣進行分散;隨后加入雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯偶聯(lián)劑,高速分散后得到改性重質(zhì)碳酸鈣。將其與環(huán)氧樹脂復(fù)合,制備了改性重質(zhì)碳酸鈣/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
2、試驗結(jié)果
(1)當(dāng)硬脂酸用量為重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量的1.5%、硬脂酸改性時間為20min、鈦酸酯用量為重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量的2.0%、鈦酸酯改性時間為10min時,復(fù)合材料的拉伸性能最佳,為10.2MPa,此時吸油值最低。
?。?)經(jīng)過硬脂酸、鈦酸酯改性以及與環(huán)氧樹脂復(fù)合都未改變重質(zhì)碳酸鈣的晶型,復(fù)合改性劑成功地接枝在重質(zhì)碳酸鈣表面。改性重質(zhì)碳酸鈣顆粒間分散性良好,與環(huán)氧樹脂結(jié)合性較強。
資料來源:《熊枝敏,房佳慧,楊喆等.重質(zhì)碳酸鈣/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能[J].中國膠粘劑,2023,32(09)》。