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1、#综述#IM&P化工矿物与加工2002年第4期文章编号:1008-7524(2002)04-0001-04X填料碳酸钙的制备及其形状与晶型控制研究进展钱军民,金志浩(西安交通大学材料科学与工程学院,陕西西安710049)摘要:介绍了碳酸钙研究的新进展。主要讨论了普通碳酸钙、碳酸钙晶须和纳米碳酸钙的制备方法和机理,以及碳酸钙晶体的形状与晶型控制。关键词:填料;碳酸钙晶须;纳米碳酸钙;制备;机理中图分类号:TQ127.1+3;TQ327.8文献标识码:A碳酸钙(CaCO23)是重要的无机化工基本原料表面积高达3
2、6.3m/g。化学反应法是利用各种之一,具有原料丰富、生产工艺简单、能耗小、性能化学反应制备CaCO3的方法,主要包括复分解法比较稳定等特点,能作为添加剂和补强剂广泛用和碳化法,如曹玮[2]根据微分区内可迅速形成于橡胶、塑料、油墨、造纸、食品、医药等工业部门。/大尺寸0均分散颗粒的观点,利用聚氧乙烯辛基用CaCO3填充改性树脂除可以节省树脂、降低成苯酚醚为表面活性剂将溶液分成微小区域,将本外,还可以改善制品的硬度、弹性模量、尺寸稳CaCl2和(NH4)2CO3溶液经超声波作用进行沉定性和热变形温度。但CaC
3、O3与基体树脂界面缺淀,即可得到平均粒径为3.72Lm的颗粒,标准偏乏亲和性,往往导致冲击强度、拉伸强度等力学性差是0.437,尺寸分布很窄。能下降,加工性能变差,大大限制了其应用。为充2CaCO3晶须的制备分发挥其优点,拓展应用领域,克服缺点,广大科80年代以后,继中档价格的钛酸钾晶须和硫技工作者对CaCO3的制备及其形状与晶型控制酸钙晶须的相继开发成功,质高价廉且储量丰富进行了大量的研究工作。笔者对这些方面的进展的CaCO3晶须开发研究出现了高潮。进行了介绍。晶须是指以单晶形式生长的形状如短纤维,1普通
4、CaCO3的制备但尺寸远比短纤维小的须状微晶体。其原子排列CaCO3的制备工艺可分为机械粉碎法和化学高度有序,基本无空洞、位错及结构不完整等结构反应法。机械粉碎法就是将天然石灰石进行机械缺陷,是一种基本完全的晶体,其机械强度接近材[1]粉碎,再经旋风分离器制得,如高延林利用高料原子间价键的理论强度。晶须的基本特点是长速冲击式超微细粉碎技术,通过粉碎介质直接施径比大,是一种力学性能十分优异的新型复合材加作用力使颗粒变细,制得了超微细重质CaCO3,料补强增韧剂。与颗粒状填料相比,用晶须改性产品具有纯度高、白度
5、好、活性强、超微细的特点,塑料不仅可以大幅度改善塑料的力学性能,获得微细粉体结构以圆球形为主,CaCO3含量大于优越的弯曲弹性模量、弯曲强度和尺寸稳定性,还99%,白度高于95%,平均粒径2.5~5.0Lm,比可以改善塑料制品加工性能和热性能、提高制品X收稿日期:2002-01-10#1##综述#IM&P化工矿物与加工2002年第4期表面光洁度。NaAlO2和CO2为主要原料,采用一次合成法,制成2+CaCO3晶须的制备方法有可溶性Ca盐和了Al(OH)3包覆CaCO3的复合晶须。将文石型2-CO3盐复分解
6、法、Ca(HCO3)2分解法、尿素水解CaCO3晶须与Al(OH)3晶体有机地结合起来,不法和Ca(OH)2-CO2气液反应法等。如在Ca仅保持了CaCO3晶须的特点,又具有Al(OH)3的(OH)2-H2O-CO2反应系统中通过加入晶种和阻燃特性。其形成机理是两种先驱原料在碳酸化添加剂,可使CaCO3优先在晶种两端结晶生长,反应之前发生反应,形成了多面体的络合物3CaO[3]#Al生成晶须。2O3#6H2O,CaCO3同该络合物的相互作用诱发长径比是晶须的主要特性之一,而反应介质了CaCO3分子以文石相结
7、构生长,且Ca(OH)2对晶须的长径比有重要影响。用高聚物作为反应和NaAlO2依次发生碳酸化反应,形成Al(OH)3介质对晶须的长径有较大影响,如在聚乙二醇水包覆CaCO3结构。溶液中加入等摩尔的粉末无水碳酸钠和氯化钙,3纳米CaCO3的制备在30e恒温结晶化15d,可得到长度为60~根据加工方法及产品性能的不同,CaCO3有[4]150Lm,直径为3~10Lm,的碳酸钙晶须。重质CaCO3、轻质CaCO3、纳米CaCO3和活性CaCO3具有3种晶型,见表1。CaCO3之分。表1碳酸钙的三种晶型已有的研究
8、表明,填料粒径的微细化有利于晶型晶系特征形貌自然界存在形式改性塑料综合性能的提高。如微米级CaCO3主要方解石六方纺锤体或立方体大理石、石灰石等用作填充剂,只能起到增量和降低成本的作用,而文石斜方针状海洋沉积物、和珍珠层中纳米级CaCO3添加到橡胶、塑料中则具有明显的球霰石六方球形无补强作用,其硫化胶伸长率、撕裂性能、压缩变形和耐屈挠性能都比添加一般CaCO3的高。在常温常压下方解石是稳定相,文石是亚稳纳米CaC
