納米碳酸鈣的表面技術處理分析

方強

【摘? 要】納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣，在各個領域中有著廣泛應用，例如造紙工業、油墨行業、橡膠工業、涂料等。分析納米碳酸鈣表面技術處理的現狀和表面技術處理方法，對當前納米碳酸鈣表面處理技術中存在的問題進行研究，對納米碳酸鈣的未來發展提出可行的建議。

【關鍵詞】表面活性劑;表面技術處理;納米碳酸鈣

前言：

通常情況下，納米碳酸鈣常用于高分子材料如涂料、橡膠、有機塑料等中作為填充物使用，但過程中存在兩個難點。首先，因為分子內原子和分子之間的作用力，導致分子粒徑增大，納米碳酸鈣團聚，其次，因為納米碳酸鈣表面的羥基存在強堿性和親水性的特質，因此高分子材料中使用納米碳酸鈣會導致其不均勻分散，從而失去了碳酸鈣原本的納米性能，所以，納米碳酸鈣需要實施表面處理，將上面的問題有效解決之后，再在高分子材料中進行應用[1]。

一、納米碳酸鈣表面技術處理方法

1.1局部化學反應技術處理

局部化學反應技術處理劑包括有機物、無機物、偶聯劑等。技術處理包含兩種工藝，濕法和干法。這種方法主要通過納米碳酸鈣表面的處理劑和官能團的反應從而完成技術處理，在實際應用中較為廣泛。濕法指在納米碳酸鈣溶液中直接放入技術處理劑。該方法缺點是不方便運輸，優點是具有較強的包覆效果。干法指在技術處理機中加入納米碳酸鈣粉和表面技術處理劑，從而實施表面處理。該方法出料后能夠快速包裝，簡單易行。

1.2膠囊化技術處理

膠囊化技術處理指將其他物質的膜覆在納米碳酸鈣表面，改變其粒子表面特性。不同于表面包覆技術處理，膠囊化技術處理膜更加均勻。這種方法第一應該制備w/o型溶液，以七比三的比例將百分之零點五苯溶液和碳酸鉀水溶液在燒杯和試管中混合，并使用混合機或者分散劑對其攪拌，制成w/o型溶液。在攪拌劇烈的前提下，將0.8mol/L氯化鈣水溶液注入碳酸鉀一苯w/o型溶液中，不斷攪拌半個小時，使用離心機將其中的沉淀進行干燥、甲醇洗滌、過濾、分離，從而獲得納米碳酸鈣粉末。

1.3表面覆技術處理

表面覆技術處理是納米碳酸鈣和表面技術處理劑沒有化學反應，顆粒和包覆物兩者通過范德瓦耳斯力或者物理措施進行連接的方法。將表面活性劑加入納米酸鈣溶液中，生成納米碳酸鈣，并在其表面覆蓋表面活性劑，納米顆粒均勻。表面包覆技術處理能夠對其分散性進行有效改善。

1.4高能表面技術處理

高能表面技術處理方法眾多，如等離子體處理、高能射線等，該方法生產力不強、缺乏粘性、技術處理效果不好、成本高，因此應用范圍不大。等離子體化學反應指利用高速電子對分子進行碰撞，電離、離解、激發產生反應。高能射線技術處理指干燥碳酸鈣粉后使用高能輻射使碳酸鈣表面生成活性點，加入乙烯基單體后，其粒子表面生出有機膜。

二、納米碳酸鈣表面技術處理技術中存在的問題

2.1技術處理劑無復合配方，品種少

近年來我國納米活性炭領域相比之前情況盡管有所改善，但在技術還停留在原地。這其中大部分原因是我國目前缺乏足夠多的活性劑品種和助劑，沒有有效開發表面活性劑、新型助劑、復合配方，只有一些偶聯劑。舉例如下：我國造紙工業沒有高質量的分散劑，無法做到像國外那樣漿料不下沉的效果。國外紙張填料到達百分之四十五，是在紙漿上附著涂料，與其對比，我國仍需要繼續努力[2]。

2.2技術處理納米碳酸鈣產品質量不穩定，較為單一

納米碳酸鈣表面技術處理產品工業化品種較少，并且經過技術處理的納米碳酸鈣在堿度、水分、細度等方面具有較大不波動，缺乏足夠穩定的產品性能，對用戶的產品質量造成嚴重影響。目前市場上較為受歡迎的納米活性炭酸鈣來源主要還是國外，我國缺乏新產品開發能力。

2.3未能生產晶型可控的納米碳酸鈣

當前納米碳酸鈣產品主要制備了以下幾種形狀：無定形、鎖鏈形、棒狀、板狀、球形、針形、立方形、紡錘形等，因為難以控制各種晶型的生產，因此在制備大部分晶型的地點還停留在實驗室，規模生產目標還未達成。

2.4納米碳酸鈣產品色澤單一

當前我國生產的大部分納米碳酸鈣顏色為白色。一般情況下，在進行合成革產品、橡膠、彩色塑料等產品的生產時，需要將色淀、色母、色素等著色劑加入其中，生產塑料制品、橡膠、合成革時，由于基料中的粉色填料、著色劑難以均勻分散，需要進行長時間混煉，導致產生大量消耗，延長生產周期。另外，因為產品強度有限，加入填料時應注意劑量，避免增加成本。所以，合成有色納米碳酸鈣具有重要意義[3]。

三、納米碳酸鈣發展方向

3.1研制開發出價格低廉、高效、新型的技術處理劑

作為一種填料，納米碳酸鈣在各種行業中均有廣泛應用。實際生活中，由于行業的不同，因此需要不同性能的碳酸鈣。碳酸鈣應用于涂料中，需要具備提升粘度，增加牢固度的功能。應用于橡膠中，需要碳酸鈣具備提升膠連性的作用。應用于造紙行業中，需要其對紙張的光澤性和白度進行改善，應用于油墨中，需要具備有效分散性。所以，基于碳酸鈣的性能關系，針對技術處理機理和過程，設計技術處理劑的分子結構，生成具有特殊功能、適應性強、價格低廉、高效的新型技術處理劑。

3.2使用先進技術處理新工藝和先進的技術處理設備

在技術處理工藝方面，可對復合活性納米碳酸鈣、機械化學復合活性納米碳酸鈣、等離子體處理工藝、單體聚合反應等逐步推進。對能夠滿足碳酸鈣復合加工、包覆效率高、技術處理劑分散良好、能夠連續生產的專用設備進行開發和研制。

3.3構建技術處理納米碳酸鈣質量控制體系和質量表征體系

通過現代分析測試方法，對技術處理納米碳酸鈣質量控制體系和質量表征體系進行構建，使造紙行業、涂料、橡膠、塑料等行業未來更好的發展[4]。

四、結語

綜上所述，納米碳酸鈣表面處理技術與現代儀器測試、現代儀器分析、納米材料學、結晶學、有機化學、膠體化學等眾多邊緣學科和領域均有涉及，并且關系密切。納米碳酸鈣表面處理技術仍舊需要不斷的對技術處理效果表征、技術處理設備、技術處理手段、技術處理機理進行完善和發展。因為納米碳酸鈣實施表面處理之后，其粒子的化學性質和表面物理性質變化明顯，因此粉體表面技術處理技術和納米碳酸鈣的發展在之后新材料的生產中占據重要位置。

參考文獻：

[1]趙金城，蔣海福，李浩銘，等. 超細重質碳酸鈣與納米碳酸鈣的摩擦性能對比研究[J]. 當代化工，2019，048（009）：1968-1971.

[2]武元鵬，田應佩，羅平亞，等. 納米碳酸鈣的制備及在水基鉆井液的應用研究[J]. 鉆井液與完井液，2019，36（4）：407-413.

[3]王艷芝、王文超、張振利、張居亮、劉少磊. 基于壓濾機板框應用的聚丙烯復合材料研究進展[J]. 塑料工業，2020，v.48;No.404（11）：35-38+62.

[4]楊雷，鄧金營，鄧長征，等. 納米碳酸鈣的合成、表面技術處理以及應用[J]. 廣東化工，2019，046（005）：124-125.

（作者單位：廣西華納新材料科技有限公司）