超细碳酸钙的形貌控制及改性工艺

发布时间：2017-05-14 19:08

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【摘要】：碳酸钙具有多种形貌,不同形貌粒子应用领域不同,碳酸钙应用于高聚物体系中需对其进行表面改性。超细碳酸钙的形貌控制技术一直是粉体领域研究的热点。碳化反应是放热反应,为了控制超细碳酸钙的形貌,生产中需采用外加强制冷却的手段对体系进行控温,造成能源的浪费,使生产成本增加。本文制备了亚微米纺锤形碳酸钙和立方形纳米碳酸钙,考察了碳化反应工艺条件尤其是碳化反应的过程温度对其形貌的影响,并探讨了形貌控制机理,为超细碳酸钙工业生产中节能降耗技术的应用提供指导与支持。 以六偏磷酸钠为晶形控制剂,在碳化起始温度为30-35℃,晶型控制剂的添加量为0.8-1.2%时,可制备出长径200-600nm,长径比约为4,粒径分布均匀的亚微米纺锤形碳酸钙；(NaPO3)6的主要作用是增加碳酸钙生长过程的空间位阻,促进CaCO3成核,抑制其生长。 碳化反应过程的温度对立方形纳米碳酸钙的形貌有重要的影响。恒温反应条件下,温度低于30℃,获得立方形纳米碳酸钙,但是受凝胶现象影响分散性较差；当碳化起始温度为25-35℃,晶形控制剂添加量为0.8-1.2%时,可制备出粒径为40-80nm,分散性良好、形貌规整的立方形碳酸钙且随起始温度增加粒径增大,当起始温度相同时,反应终温越高,产物碳酸钙粒径增大；但当起始温度大于40℃所得碳酸钙为纺锤状。 本文还研究了硬脂酸钠改性碳酸钙的工艺,结果表明：在碳化前的氢氧化钙浆料中添加硬脂酸钠,碳化结束后70℃保温活化2h,可以获得活化度大于99%活性碳酸钙的,此工艺的改性温度较现行的改性工艺温度低10℃,而且工艺流程简单。
【关键词】：亚微米纺锤碳酸钙 立方形纳米碳酸钙 制备 改性 节能降耗
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ132.32
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 文献综述11-21
• 1.2.1 碳酸钙概述11
• 1.2.2 碳酸钙的应用11-13
• 1.2.3 轻质碳酸钙的制备13-16
• 1.2.4 碳化反应机理16-17
• 1.2.5 轻质碳酸钙国内外研究现状17-18
• 1.2.6 碳酸钙的表面改性工艺18-21
• 1.3 本课题研究目的和内容21-22
• 1.3.1 研究目的21
• 1.3.2 主要研究内容21-22
• 第2章 亚微米纺锤形超细碳酸钙的形貌控制22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-24
• 2.2.1 实验材料22
• 2.2.2 实验方法22
• 2.2.3 测试方法与表征22-24
• 2.3 实验结果与讨论24-32
• 2.3.1 六偏磷酸钠对碳酸钙形貌及晶型的影响24-26
• 2.3.2 碳化反应中体系电导率和碳化率的变化26-27
• 2.3.3 碳化反应中碳化反应速率的变化27
• 2.3.4 晶形控制剂的添加量对碳酸钙形貌的影响27-29
• 2.3.5 碳化起始温度对碳酸钙形貌的影响29-30
• 2.3.6 CO_2浓度对碳化反应的影响30-31
• 2.3.7 搅拌状况对碳化反应的影响31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 立方形纳米CaCO_3的形貌控制33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.2.1 实验材料33
• 3.2.2 实验方法33-34
• 3.2.3 测试方法与表征34
• 3.3 结果与讨论34-46
• 3.3.1 晶形控制剂添加量对纳米碳酸钙形貌的影响34-35
• 3.3.2 碳化反应过程中体系中颗粒形貌和物性参数的变化35-40
• 3.3.3 碳化反应温度对纳米碳酸钙形貌的影响40-44
• 3.3.4 CO_2通气量对碳化反应的影响44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 纳米碳酸钙活化改性工艺的研究47-57
• 4.1 引言47
• 4.2 实验部分47-49
• 4.2.1 实验材料47
• 4.2.2 试验方法47-48
• 4.2.3 结果表征48-49
• 4.3 实验结果与讨论49-56
• 4.3.1 硬脂酸钠的添加工艺对纳米碳酸钙性能的影响49-51
• 4.3.2 不同的硬脂酸钠添加工艺作用机理分析51-56
• 4.4 结论56-57
• 第5章 总结及展望57-59
• 5.1 全文总结57
• 5.2 主要创新点57-58
• 5.3 展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 硕士期间发表论文情况64

【参考文献】

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本文编号：366000