文石型碳酸钙晶须制备工艺及其形成机理研究

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1、摘要文石型碳酸钙晶须制备工艺及其形成机理研究碳酸钙晶须是近年来开发出的新型晶须材料，具有优良的耐高温、绝缘、阻燃等功能，以及良好的机械强度、高弹性模量、高硬度等特点。因此，可作为新型复合材料的增韧补强剂在工程塑料、聚丙烯、尼龙、降解塑料、涂料以及生物活性材料等领域获得广泛应用。目前，国内外制备碳酸钙晶须的方法有碳酸化法、复分解反应法、尿素水解法、碳酸氢钙加热分解法、超重力反应结晶法等。其中，主要采用碳酸化法。但该法工艺复杂、反应物浓度很低(约0．025mol几)、晶须产率低、成本高，文石型碳酸钙晶须含量低、产物中方解石含量高(15~25％)，且晶须的长径比仅为30左右。碳酸钙有方解石和文石

2、两种晶型。其中，处于亚稳态的文石型晶体在水溶液中极易转变为稳定的方解石型晶体。因此，如何抑制方解石相的生成，稳定文石型碳酸钙，是目前碳酸钙晶须制备过程中急待解决的技术难题。本论文针对这一技术关键，以复分解反应为基础，深入研究了液相中碳酸钙晶须的形成机理。发现在弱碱性溶液中，钙离子首先与碳酸氢根作用，形成中间体碳酸氢钙，进而转化为碳酸钙晶须。因此，体系pH值、钙离子浓度、体系总碳浓度等对文石型碳酸钙晶须的形成有极为显著的影响。在此基础上，研究出一种常压弱碱性液相体系合成文石型碳酸钙晶须新工艺。其最佳制备工艺条件是并流加料方式，反应温度为80℃，反应时间为4h，陈化时间为lh。在此条件下能够制

3、备出长度为20~40¨m、长径比达30～50的碳酸钙晶须，且其含量达到95％以上。与碳酸化法相比，本工艺能够将反应物浓度提高到O．2mol，L左右，提高了8倍左右：产物中方解石含量在5％以下。关键词：文石型；碳酸钙：晶须：制各工艺；形成机理成都理工大学硕士学位论文StudiesonpreparationandfbrmationmechanismofaragonitecalciumcarbonatewhiskerABSTRACTCa

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