碳酸钙是一种在化工、建材、医药、冶金、造纸、塑料、橡胶、涂料等领域应用非常广泛的无机非金属材料,纳米碳酸钙则是粒度在纳米尺度上的高性能碳酸钙粉体。纳米碳酸钙不仅具有普通碳酸钙的一切属性,而且还具有普通碳酸钙所不具备的纳米特性,因此纳米碳酸钙产品的研究与开发目前正受到人们的高度重视。为了获得适合不同应用领域的纳米碳酸钙产品,合成纳米碳酸钙过程中,常常会在合成乳液中加入不同的晶型导向剂,以改变合成碳酸钙的晶体形貌。这些晶型导向剂的加入不仅能够影响纳米碳酸钙的形貌和粒度,也会对纳米碳酸钙颗粒的表面性质产生影响,这样晶型导向剂的添加必将对纳米碳酸钙活化改性产生一定的影响。因此,本文选取了具有代表性的多种晶型导向剂系统研究了这些晶型导向剂的添加对合成的纳米碳酸钙活化改性的影响作用。研究过程中,首先采用间歇碳化法,在初始温度、CO2通气量及Ca(OH)2乳液的浓度等工艺参数一定的条件下,通过添加不同种类(羟基类、羧基类和无机盐)的晶型导向剂,制备出具有不同晶体结构的纳米碳酸钙,然后采用不同改性剂对合成的纳米碳酸钙进行活化改性。通过改性试验研究,确定了各种晶型导向剂作用下纳米碳酸钙的改性工艺条件,明确了各种晶型导向剂对硬脂酸和JN-115改性纳米碳酸钙的影响,确定了两种改性剂的最佳改性条件。研究结果表明,合成纳米碳酸钙时晶型导向剂的添加,对纳米碳酸钙的改性有着明显的影响,并且不同晶型导向剂对不同种类改性剂活化效果的影响作用各不相同。当合成纳米碳酸钙时添加羟基类晶形导向剂时,羟基类晶型导向剂对纳米碳酸钙表面改性的影响表现为:添加淀粉能促进硬脂酸对纳米碳酸钙的改性,但会抑制JN-115对纳米碳酸钙的改性;添加蔗糖不利于硬脂酸和JN-115对纳米碳酸钙的改性。当合成纳米碳酸钙时添加羧基类晶形导向剂时,羧基类晶型导向剂对纳米碳酸钙改性的影响表现为:添加EDTA、柠檬酸和丙烯酸晶型导向剂使JN-115改性的纳米碳酸钙活化指数降低;添加柠檬酸、丙烯酸和EDTA(2%、3%)会抑制硬脂酸对纳米碳酸钙的改性,添加EDTA(1%)则能促进硬脂酸对纳米碳酸钙的改性。当合成纳米碳酸钙时添加无机盐类晶形导向剂时,无机盐类晶型导向剂对纳米碳酸钙改性的影响表现为:添加硫酸锌(2%、3%)、硫酸铝(2%、3%)、氯化镁(1%、3%)使硬脂酸和JN-115改性的纳米碳酸钙产品活化指数降低,添加硫酸锌(1%)、硫酸铝(1%)和氯化镁(2%)则能促进硬脂酸和JN-115对纳米碳酸钙的改性;添加硅酸钠能促进硬脂酸对纳米碳酸钙的改性,但会抑制JN-115的改性;添加焦磷酸钠会抑制JN-115对纳米碳酸钙的改性;添加焦磷酸钠用量为1%时有利于硬脂酸的改性,焦磷酸钠用量为2%、3%时不利于硬脂酸的改性。晶型导向剂的添加对纳米碳酸钙改性产生影响的机理研究表明,当改性剂为硬脂酸时,添加晶型导向剂时活化指数的变化主要是由于晶型导向剂改变了合成纳米碳酸钙的粒度形貌,使其比表面积发生改变。当改性剂为JN-115偶联剂时,添加晶型导向剂时活化指数的变化一方面是由于纳米碳酸钙粒度形貌的改变,另一方面是由于钛酸酯偶联剂与晶型导向剂之间存在吸附造成的。