納米碳酸鈣4大類改性工藝及特點

與普通碳酸鈣相比，納米碳酸鈣有著特殊的晶體結構、表面電子結構，且具有優異的量子尺寸效應及表面效應，在化工、催化、光學、磁性、電學等領域應用廣泛。但納米碳酸鈣易團聚，表面親水疏油，限制了其在有機體中的應用，因此通過表面改性可以在納米碳酸鈣表面修飾或嫁接有機官能團，降低表面能，改善其在有機體中的分散性能。

納米碳酸鈣改性工藝可分為4種，分別是干法改性、濕法改性、原位改性和復合改性工藝。改性工藝對改性效果有著巨大的影響，因此針對不同的應用領域，采用適合的改性工藝十分重要。

1、干法改性

干法改性是指在干燥的環境下，密閉設備中高速旋轉葉槳將團聚的納米碳酸鈣打散，同時滴加改性劑，借助機械作用力使改性劑包覆在納米碳酸鈣表面。

該工藝簡單高效，無污染物釋放和廢液產出，適合規模化改性，在工業界廣泛應用。但是這種方法改性后的產品往往不能均勻和完全包覆涂層，易出現部分包覆現象。

2、濕法改性

濕法改性是將納米碳酸鈣懸浮液在攪拌的條件下加入一定量改性劑，控制攪拌速度、溫度和時間，然后過濾、烘干、分散得到改性納米碳酸鈣。

該工藝的改性效果好，但是投資相對大，需要對廢液進行處理，因此一般企業不愿意接受，難以規模化地推廣應用。

3、原位改性

原位改性是將納米碳酸鈣制備及其表面改性兩個步驟在原位同步完成，直接向合成納米碳酸鈣的反應體系中加入改性劑，使納米碳酸鈣剛生成時就被改性劑包覆，有效地抑制了碳酸鈣的生長和團聚，使碳酸鈣具有良好的分散性。此外，通過使用不同改性劑或對工藝條件加以控制，所制備的納米碳酸鈣的晶型晶貌以及粒徑大小均有所不同。

該工藝代表納米碳酸鈣改性發展的新趨勢，但是當前處于基礎研究階段，距離投產還需時日。

4、復合改性

當前復合改性成為該領域最新嘗試，具體方法是將常用改性工藝復合使用以達到協同增效作用，研究證明復合改性效果很好。顏干才等先用硬脂酸鈉對納米碳酸鈣進行濕法改性，之后又增加一道干法改性工藝，然后填充到硅酮密封膠中，發現復合改性得到的樣品能更有效提高密封膠的儲存穩定性和浸水粘結性能。

另外，也有研究表明，可以通過機械化學法、溶膠-凝膠法、疏水聚合法等方法將TiO2包覆在碳酸鈣顆粒表面，均表現出良好的遮蓋力，被廣泛應用于涂料中。但是除了疏水聚合法，其他方法制備的CaCO3/TiO2復合材料的表面都具有親水性，且采用疏水聚合法制備的CaCO3/TiO2復合材料與顏料中有機體相容性差，所以通常要對CaCO3/TiO2復合材料進行有機改性，使其具有疏水性并且提高與有機體的相容性。

納米碳酸鈣的應用已經十分廣泛，改性方法也層出不窮。單一改性已經逐漸不能滿足應用的高要求。近些年的研究表明，復合改性具有更優異的改性效果，有望成為未來的發展趨勢。

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