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1、·综述·IM&P化工矿物与加工2004年第6期文章编号:1008-7524(2004)06-0003-04X用于碳酸钙表面改性的改性剂的研究进展裘锋,陈烨璞(上海大学化学系,上海200436)摘要:介绍了近年来用于碳酸钙表面改性的各种改性剂,并对各种改性剂的性质、改性机理和适用范围作了简单的讨论。关键词:碳酸钙;表面改性;改性剂中图分类号:TQ062文献标识码:A0引言[1][2]的脂肪酸(盐)。由于碳酸钙表面分布着大碳酸钙粉体广泛应用于橡胶、塑料、涂料、造量亲水性较强的羟基,呈现较强的碱性,脂肪酸的纸、油墨、化妆品、牙膏等行业
2、。在用作橡胶和塑-作用机理是利用其RCOO与碳酸钙浆液中的料制品填料时,由于碳酸钙表面具有强亲水性,使2+++Ca、CaHCO3、CaOH等组分反应生成脂肪酸其不易在高聚物内部均匀分散,同时碳酸钙粉体钙沉淀物,包敷在碳酸钙粒子表面,使碳酸钙的表难以与高聚物本体形成强的化学结合力,致使制[3]面性质由亲水变成亲油。品冲击强度、断裂伸长率等力学性能下降。通过木质素、树脂酸及其盐也可用来对碳酸钙粉对碳酸钙粉体进行表面改性,可以改善共混体系体进行表面处理。白石公司的白艳华系列产品中的流变性能,增强粉体与高聚物之间的结合力,从就有用木质素
3、、树脂酸等对碳酸钙粉体进行表面而提高橡塑制品的加工和力学性能。处理的产品。目前,国内外对碳酸钙的表面改性方法有干1.2偶联剂类表面改性剂法改性和湿法改性两种,广泛应用的改性剂主要偶联剂是一种两性结构物质,分子中的一部有有机酸(盐)、偶联剂和各种表面活性剂。分极性基团(亲水性)可与粉体表面的各种官能团1碳酸钙粉体各类改性剂研究现状反应,形成强有力的化学键合,另一部分非极性基1.1有机酸(盐)类表面改性剂团(疏水性)可与有机高分子发生化学反应或缠硬脂酸或硬脂酸盐类改性剂是碳酸钙填料的绕,从而可以将粉体(无机矿物)和高分子基体这传统改
4、性剂,它价格低廉,且对碳酸钙填料改性效两种性质差异很大的材料通过界面层牢固地结合果良好,是碳酸钙填料应用较多的改性剂。国外在一起。但是,用此方法存在如下问题:一是偶联最早对碳酸钙进行活化改性并获得成功的产品是剂价格较高;二是不同的偶联剂对不同的聚合物日本“白艳华”系列产品。其制备方法就是以硬脂有一定程度的选择性;三是在某些聚合物中使用酸作为改性剂对碳酸钙进行表面包覆。时,偶联剂容易引起变色,贮存或在塑料混炼加工用于碳酸钙粉体表面处理的脂肪酸主要是含过程中,易发生水解或分解。有羟基、氨基或巯基的脂肪族、芳香族或含芳烷基国内外用于碳
5、酸钙表面处理的偶联剂有数十X收稿日期:2003-09-29·3·©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·综述·IM&P化工矿物与加工2004年第6期种之多。常用的有钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、应,分子的另一端基团与高聚物分子链发生缠绕[10]高分子偶联剂和复合偶联剂等。或交联。1.2.1钛酸酯类偶联剂由于其较钛酸酯偶联剂有上述优点,因而在1974年美国KENRICH公司首先发明了钛国
6、内获得广泛应用。国内生产的铝酸酯偶联剂主[4]酸酯偶联剂,1977年S·J·Monte提出了钛酸酯要有福建师大高分子实验厂的DL-411和DL-[11]偶联剂能在填料表面形成单分子层排列。C·D·451系列。任重远等人采用DL-411-A改[5]Han等人提出钛酸酯偶联剂在填充体系中具有性碳酸钙填充PVC,发现其断裂伸长率和抗冲击增塑作用和界面粘合作用。认为经过钛酸酯偶联强度和填充未改性碳酸钙样品比有明显改善。[12]剂处理后,碳酸钙粉体表面覆盖一层单分子膜,从姚凌等人用DL-411-A改性碳酸钙填[6]而使碳酸钙粉体的表面性质
7、发生根本的改变。充PVC电缆料填充30%时对比硬脂酸改性碳酸钛酸酯偶联剂分子按其化学结构可分为单烷钙样品,发现其很多指数优于硬脂酸改性样品。氧基型、螯合型、配位型、季铵盐型、新烷氧型、环1.2.3复合偶联剂状杂原子型等类型。复合偶联剂是分子中含有两种或两种以上金钛酸酯偶联剂改性效果较好,得到广泛应用,属元素的一种新型偶联剂,用于碳酸钙表面改性但其对生态环境和人体健康的影响(钛酸酯类偶的主要有铝锆酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂。联剂有导致肝癌的作用)已越来越引起发达国家铝锆酸酯偶联剂是美国Cavedon化学公司[13]的重视,美国已制
8、定了有关钛酸酯在橡皮奶嘴和80年代中期开发的新型偶联剂,用其改性的[7]玩具等制品中含量的严格规定。碳酸钙适用于各类聚合物的填充,可以显著改善国内也对钛酸酯偶联剂进行了大量的研究,填料的分散性和加工性能以及提高抗冲击性[8][14][15]翟雄伟等人采用钛酸酯偶
