中國(guó)粉體網(wǎng) 碳酸鈣作為一種無(wú)機(jī)填料，已被廣泛應(yīng)用在橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥等眾多行業(yè)。在碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo)中，吸油值對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用有非常重要的影響。
吸油值也稱樹脂吸附量，表示填充劑對(duì)樹脂吸收量的一種指數(shù)。吸油值大小除決定了粉體材料的化學(xué)組成及純度外，還與其表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，吸油值不同，則粉體粒度、比表面積、吸附性能也不同。吸油值可改變碳酸鈣粉體與高聚物作用的相容性，不僅影響材料質(zhì)量、性能及用途。
粉體吸收油的兩種主要形態(tài)
一、輕鈣與重鈣的吸油值對(duì)比
輕質(zhì)碳酸鈣的吸油值為60-90mL/100mg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重質(zhì)碳酸鈣的40-60mL/100mg，因此吸收液體性和吸收樹脂性能差異很大。簡(jiǎn)單來(lái)講，吸油值大，有可能會(huì)“浪費(fèi)”大量的樹脂，成本顯著則更加。
此外，如果配方含有液體助劑，應(yīng)該選用吸油質(zhì)小的重質(zhì)碳酸，吸油值大的無(wú)機(jī)粉體，需要的偶聯(lián)劑也會(huì)增加。
二、降低碳酸鈣的吸油值的途徑
1控制顆粒形貌
輕質(zhì)碳酸鈣或納米碳酸鈣，其吸油值高低和生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。在對(duì)顆粒形貌沒有特殊要求的情況下，可采用晶型控制劑，控制晶型和比表面積，從而降低其吸油值。
2控制細(xì)度和粒度分布
普通領(lǐng)域的碳酸鈣產(chǎn)品應(yīng)用，對(duì)細(xì)度和粒度分布要求不高，可適當(dāng)選用粒度分布差距較大的復(fù)配產(chǎn)品，這樣小粒子會(huì)進(jìn)入大粒子的空隙，堆積密度變大，產(chǎn)品整體吸油量會(huì)減小。
對(duì)于高質(zhì)量產(chǎn)品應(yīng)用，細(xì)度高、粒度分布窄的碳酸鈣有助于提高制品性能，這時(shí)候就需要通過(guò)表面改性來(lái)解決吸油值的問(wèn)題。
3表面改性
表面改性是有效降低粉體吸油值的重要手段之一。碳酸鈣表面改性后，聚集態(tài)顆粒減少，分散性提高，顆粒間空隙減少，另外，改性分子使碳酸鈣表面極性減弱，顆粒間摩擦力減小，潤(rùn)滑性提高，粉體堆積更加緊密，堆積密度增大，吸油值自然減小。
改性后的納米碳酸鈣TEM圖
三、碳酸鈣生產(chǎn)工藝變量對(duì)吸油值的影響
1二次碳化時(shí)間的影響
碳化過(guò)程對(duì)吸油值的影響
碳化反應(yīng)至終點(diǎn)，容易發(fā)生返堿現(xiàn)象，這是因?yàn)镃aCO3顆粒在反應(yīng)中包覆了一定量的Ca(OH)2微粒，被包覆的 Ca(OH)2會(huì)不斷地從CaCO3顆粒表面游離出來(lái)而導(dǎo)致體系“返堿”，通過(guò)碳化，能使溶液中的 Ca(OH)2反應(yīng)徹底，確保產(chǎn)品pH值達(dá)標(biāo)。
同時(shí)二次碳化對(duì)新生成的CaCO3顆粒進(jìn)行表面修整，使其平滑光亮，表面能降低，不僅可以降低產(chǎn)品的吸油值，而且能有效阻止顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)返堿量，二次碳化時(shí)間一般控制為1~2 min。
2晶型控制劑用量的影響
晶型控制劑對(duì)吸油值的影響
碳化反應(yīng)包括碳酸鈣晶核的生成和晶體的長(zhǎng)大，在碳化反應(yīng)初期，隨著晶型控制劑用量的增加，成核速率大于成長(zhǎng)速率，制得的納米碳酸鈣粒徑小，比表面積大，屈服值高，但吸油值也相應(yīng)升高。
3表面活性劑用量的影響
表面處理劑用量的影響
隨著表面處理劑用量的增大，納米碳酸鈣的吸油值不斷下降。但當(dāng)處理劑用量增加到一定程度后，吸油值幾乎不再下降，而且體系中過(guò)量的處理劑導(dǎo)致屈服值降低。
結(jié)語(yǔ)
從微觀角度看，吸油值與粉體顆粒間的空隙、粒子的表面性能及粉體的比表面積有關(guān)。納米顆粒未改性時(shí)呈聚集態(tài)，顆粒間的空隙較大，此時(shí)粉體的吸油值會(huì)上升。粒子表面的親水、親油性能對(duì)吸油值的影響很大，粉體經(jīng)改性后，親油性增大，表面能減小，吸油值減小，分散性更好。從另一個(gè)角度講，獲得吸油值較小的碳酸鈣，可以使顆粒的分散性以及親油性都得到很大的改善。
此外，在生產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣過(guò)程中，當(dāng)然首先考慮粒徑大小，分散性能。在此基礎(chǔ)上，再考慮如何降低其吸油值，只有這樣，才有實(shí)際意義。
參考來(lái)源：
范體國(guó)，等：降低汽車膠粘劑用納米碳酸鈣吸油值的研究，湖北工業(yè)大學(xué)
常迎星，等：納米碳酸鈣吸油值的研究，山西蘭花華明納米材料股份有限公司
百度百科，碳酸鈣
