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【原創(chuàng)】麥穗、毛線團(tuán)、狼牙棒,異形碳酸鈣怎么造出來的?有什么用?


來源:中國粉體網(wǎng)   昧光

[導(dǎo)讀]  近期特殊形貌碳酸鈣制備技術(shù)進(jìn)展

中國粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣是一種無機(jī)化合物,化學(xué)式為CaCO3,是石灰石、大理石等的主要成分。碳酸鈣通常為白色固體,無味,常溫下微溶于水。微納米碳酸鈣(Nano-CaCO3,)是一種優(yōu)良的無機(jī)填料,其作為代表性的納米產(chǎn)品之一,是目前生產(chǎn)和使用量最大的納米材料,被廣泛應(yīng)用于油墨、塑料、橡膠、造紙、食品、顏料、紡織品等方面。納米碳酸鈣的微小尺寸和高比表面積使其成為材料科學(xué)和工程領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究對(duì)象。

 

1、納米碳酸鈣特性及晶型、形貌發(fā)展優(yōu)勢(shì)

 

微納米碳酸鈣與普通碳酸鈣相比具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)粒子尺寸;(2)微納米碳酸具有高表面活化率,應(yīng)用范圍較廣;(3)微納米碳酸鈣比表面積較大。其微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)的表面性質(zhì)和表面化學(xué)特性賦予了它特殊的性質(zhì)。而通過改變制備條件,可有效控制納米碳酸鈣的晶型、形貌和粒徑等,以此來優(yōu)化其相應(yīng)性質(zhì)。

 

微納米碳酸鈣有3種常見的晶型,目前由此發(fā)展而來的紡錘形、針形、球形碳酸鈣早已被廣泛應(yīng)用于一些較有針對(duì)性的領(lǐng)域,并發(fā)揮了一些特殊作用。

 

方解石型(Calcite)、文石型(Aragonite)、球霰形(Vaterite),每一種晶型都有不同的晶體形狀,目前已具有紡錘形、針形和球形等多種晶體形貌,不同形貌的碳酸鈣具有不同的用途。例如紡錘形碳酸鈣,可以賦予紙張平滑度、不透明性、可印刷性等優(yōu)良性能。針形碳酸鈣可以形成高活性位點(diǎn),引起橡膠粒子聯(lián)結(jié),有利于提高材料的耐磨性,廣泛應(yīng)用于塑料橡膠等行業(yè)。球形碳酸鈣可添加到潤滑劑中,增加其潤滑性能,且在藥物運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

 

2、近期特殊形貌碳酸鈣制備技術(shù)進(jìn)展


麥穗狀微納米碳酸鈣


蘭州交通大學(xué)公開了一種麥穗狀微納米碳酸鈣的制備方法。該制備方法包括以下步驟:(1)將濃氨水與乙醇按一定比例混合,得到氨水乙醇溶液;(2)將可溶性鈣鹽溶于氨水乙醇溶液,得到鈣鹽溶液;(3)將鈣鹽溶液靜置一定時(shí)間后,即得到麥穗狀微納米碳酸鈣。


 


與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的制備方法具有操作簡單、原料易得的優(yōu)點(diǎn),所制備的麥穗狀微納米碳酸鈣形貌均一,分散度良好,具有較高的比表面積。


毛線團(tuán)狀微納米碳酸鈣


桂林電子科技大學(xué)公開了一種毛線團(tuán)狀微納米碳酸鈣的制備方法,所述方法包括以下步驟:1)向P507中加入堿性溶液,攪拌,使P507皂化,得到皂化P507;向皂化P507中加入煤油、醇、鈣鹽溶液,攪拌,得到微乳液A;2)將十二烷基苯磺酸鈉、煤油、醇、碳酸鹽溶液混合,攪拌,得到微乳液B;3)將微乳液A和微乳液B混合,攪拌,反應(yīng)生成碳酸鈣,靜置,得到漿液;4)將步驟3)的漿液經(jīng)破乳、洗滌、抽濾、干燥,得到所述毛線團(tuán)狀微納米碳酸鈣。


 

本發(fā)明制備時(shí)間更短,工藝簡單,成本較低,制備得到的毛線團(tuán)狀微納米碳酸鈣分散性較好,用于填充PP后,填充體系的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度提升明顯,具有廣闊的應(yīng)用前景。


狼牙棒狀微納米碳酸鈣


蘭州交通大學(xué)公開了一種狼牙棒狀微納米碳酸鈣的制備方法。該制備方法包括以下步驟:(1)將乙醇和水混合,得到混合溶劑;(2)將水溶性碳酸鹽和水溶性鈣鹽分別溶于混合溶劑,得到碳酸鹽溶液和鈣鹽溶液;(3)在攪拌下,將鈣鹽溶液快速加入碳酸鹽溶液中,攪拌均勻后,分離得到所述的狼牙棒狀微納米碳酸鈣。


 

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明方法制備的狼牙棒狀微納米碳酸鈣形貌均一,分散度良好,具有高長徑比,且其表面具有大量納米級(jí)微球與凸起,可用作橡膠、塑料、造紙、涂料等填料。也可作為基底材料,改性后進(jìn)一步制備超疏水涂層。


片狀碳酸鈣和球狀碳酸鈣


合肥工業(yè)大學(xué)公開了一種利用微生物制備片狀碳酸鈣和球狀碳酸鈣的方法。該方法將培養(yǎng)完成的菌液按一定比例先后加入尿素和形貌控制劑,再按照一定比例接入氯化鈣溶液,靜置反應(yīng),反應(yīng)完成后取出沉淀物質(zhì)進(jìn)行洗滌和烘干,即可獲得片狀和球狀碳酸鈣,其中所述的形貌控制劑為聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化銨。


 


本發(fā)明利用微生物制備片狀碳酸鈣和球狀碳酸鈣,其中所利用的微生物資源豐富,反應(yīng)高效,環(huán)境友好無污染,通過添加形貌控制劑來制備片狀和球狀碳酸鈣,提高了碳酸鈣應(yīng)用的專一性,使碳酸鈣在多領(lǐng)域的應(yīng)用更加高效。


編織狀形貌碳酸鈣


成都理工大學(xué)公開了一種編織狀形貌碳酸鈣的制備方法。本發(fā)明利用氯化鈣和碳酸銨為原料,以1萘甲酸為誘導(dǎo)劑,采用氣相擴(kuò)散法,在有機(jī)相和水相界面實(shí)現(xiàn)編織狀碳酸鈣薄膜的形成制備。


 


其特征在于,在誘導(dǎo)劑的存在下通過擴(kuò)散法實(shí)現(xiàn)了一種編制形貌碳酸鈣的水相和有機(jī)相界面制備,所述的誘導(dǎo)劑為1-萘甲酸,所述的有機(jī)相為乙酸乙酯,包括下列步驟:(a)將1-萘甲酸溶解于乙酸乙酯中,得到含1-萘甲酸的乙酸乙酯溶液;(b)將鈣鹽溶解于水中,配置成鈣鹽水溶液;(c)將上述所得含1-萘甲酸的乙酸乙酯溶液與鈣鹽水溶液混合,靜置分為兩相;(d)將上述所得的兩相體系與碳酸銨固體一同置于容器中,并密封;反應(yīng)一定時(shí)間后,取出在兩相界面生成的碳酸鈣,并依次用水和乙醇洗滌,真空干燥,得到所述的編織狀形貌碳酸鈣。


參考來源:專利之星


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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作者:昧光

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