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碳酸钙是无机盐工业中生产量最大的产品,但是颗粒的表面往往由于吸收水分而产生大量的亲水性较强的羟基,呈现较强的碱性。这种亲水疏油的性质使得碳酸钙与有机介质的亲和性变差,易形成聚集体,造成在介质的内部分散不均匀,从而造成两相间界面缺陷,影响碳酸钙的应用效果。作为橡胶、塑料制品的填料,可以提高制品的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性、刚度及可加工性,并降低制品的成本,但是碳酸钙的耐酸性,光滑度,白度等性能还有待进一步提高。因此,有必要采用不同的表面改性剂和处理方法对碳酸钙粉末进行表面改性,制备功能性的纳米碳酸钙无机复合材料及树脂基复合材料,从而拓宽碳酸钙的应用领域,提高碳酸钙的使用量。本文主要采用以下方法制备了功能性的纳米碳酸钙复合材料。 在纳米碳酸钙颗粒的制备过程中使用功能型表面改性剂,包括长链烷基磷酸酯和油酸钠,原位制备了有机质接枝的碳酸钙复合颗粒。改变了碳酸钙的颗粒生长和成核方式,实现了对颗粒形貌和尺寸的控制。通过TEM和XPS等手段,探讨了两种物质改性碳酸钙的机理,证明了有机质在颗粒表面的化学键合。 利用纳米碳酸钙颗粒表面的羟基,和化学吸附的微量水分引发水玻璃和钛酸四丁酯的水解,在碳酸钙颗粒的表面形成包覆层,使壳层与碳酸钙颗粒表面发生化学键合,得到SiO2/CaCO3和TiO2/CaCO3功能型复合材料,从而提高了碳酸钙的耐酸性,光滑度,白度等性能。 采用油酸钠作为表面修饰剂,通过化学键合作用将油酸钠接枝到纳米碳酸钙颗粒的表面,得到的表面接枝有机质的纳米碳酸钙。用改性的碳酸钙粒子作“种子”,苯乙烯为聚合单体,通过乳液聚合得到CaCO3/PS纳米复合材料,并利用TGA,TEM等测试手段考察了复合材料的热稳定性,核壳结构和碳酸钙颗粒的分布方式和特点。