超细重质碳酸钙的分散及在天然乳胶中的应用

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1、硕士学位论文摘要超细重质碳酸钙是一种常用的无机填料，被广泛应用于塑料、橡胶、涂料和造纸等行业。因为超细重质碳酸钙比表面积较大，比表面能高，存在粒子团聚问题，直接应用效果不好，因此在实际应用前需对其表面进行处理，以改善其分散性。近年来，天然乳胶的价格不停上涨，造成乳胶制品成本增加。碳酸钙由于其来源广、价格便宜、无毒，作为填料加入到乳胶制品中可以有效降低生产成本。解决碳酸钙在低粘度介质中的分散性一直就是研究的热点。水和天然乳胶乳液都是低粘度介质，解决好超细重质碳酸钙在水中的分散情况就可以解决其在天然乳胶中的分散情况，就可得到在天然

2、乳胶中均匀分散的超细重质碳酸钙。本实验选用低分子量分散剂六偏磷酸钠和十二烷基硫酸钠，高分子分散助剂H34、H800、P998和Y401，采用高速砂磨法对超细重质碳酸钙进行分散，讨论了分散助剂加入量对超细重质碳酸钙在水中分散效果的影响。用超细重质碳酸钙分散后的粒径分布、粒子表面Zeta电位和浆料的粘度表征了超细重质碳酸钙在水中分散效果，用沉降实验找出使超细重质碳酸钙粒子分散稳定性最好的分散助剂。研究结果表明：高分子分散助剂具有大离子骨架，可以形成较厚的吸附层减少粒子间的距离，使得粒子获得静电斥力，并且还可提供有效的位阻斥力，故其

3、分散稳定性大大优于传统小分子分散剂。所选用的高分子分散助剂中，分散稳定性最好的是P998。其加入量为超细重质碳酸钙质量的0.2%时，超细重质碳酸钙在水中的分散性最好。此时，超细重质碳酸钙二次粒子的平均粒径为3.2µm，粒子表面Zeta电位为-72.2mv，浆料的粘度为2.2mPa.s。实验中对吸附在超细重质碳酸钙颗粒表面的分散助剂进行了定性表征。实验以超细重质碳酸钙颗粒表面完全吸附一层分散助剂分子层时为参考点，采用SEM、FTIR和NMR方法表征处理后的超细重质碳酸钙表面吸附的分散助剂的存在特征，对比三种方法定性表征效果。其中

4、首次采用核磁共振方法表征分散助剂吸附在粉体粒子表面存在。此实验对于其他无机粉体颗粒表面改性的表征也有一定的参考意义。I摘要研究结果表明：由于有机分散剂在电子束的照射下容易产生损伤，造成像的反差及清晰度不高，因此在分散剂用量较少时，SEM无法有效表征出有分散剂吸附在碳酸钙粒子表面；由于漫反射红外技术比常用的透射红外技术更能反应出粉体表面的信息，漫反射红外技术能检测到用量大于0.5%的分散助剂吸附在超细重质碳酸钙颗粒表面，而用透射红外技术无法有效表征出来。用重水浸泡用分散助剂处理后的超细重质碳酸钙，使以物理吸附状态存在超细重质碳酸

5、钙颗粒表面的分散助剂脱附，对萃取液进行NMR分析，可以表征出所使用的6种分散助剂吸附在超细重质碳酸钙粒子表面存在。实验中讨论了超细重质碳酸钙加入量对天然乳胶手套的力学性能的影响。并用HR/MASNMR技术检测有机助剂对乳胶粒子有无破坏作用。此技术对于检测半固体或者固体高聚物结构的变化有一定的借鉴意义。研究结果表明：在超细重质碳酸钙加入量为8%时的，乳胶手套的拉伸强度为23.6MPa，此处为乳胶手套拉伸性能较优点，超细重质碳酸钙加入量为10%时，为超细重质碳酸钙作为填料使用的工艺较优点，此时乳胶手套的拉伸强度为21.6MPa，性

6、能较优点和工艺较优点的拉伸强度都大于ASTMD3578-01乳胶手套室温拉伸强度为21.0MPa要求。HR/MASNMR技术表明在手套制备过程中，有机助剂经过室温和高温处理后，都不会破坏天然乳胶的结构。关键词：碳酸钙填料分散分散剂乳胶手套II硕士学位论文ABSTRACTUltra-finegroundcalciumcarbonateisacommonlyusedinorganicfiller.Ithasbeenwidelyadoptedforindustrialuse,suchasthemanufactureofplastic

7、,rubber,coatingandpapermaking.Becauseultra-finegroundcalciumcarbonateparticleshavealargerspecificsurfaceareaandahigherspecificsurfaceenergy,thereisanexistenceofproblemofparticlesaggregation,whichpreventsitfrombeingdirectlyusedwitheffectiveness.Forthisreason,processi

8、ngofitsparticlesurfacebeforeapplicationisrequiredtoimproveitsdispersibility.Duringtherecentyears,itisobservedthatthepriceofnaturalrubberha