纳米碳酸钙4大类改性工艺及特点

与普通碳酸钙相比，纳米碳酸钙有着特殊的晶体结构、表面电子结构，且具有优异的量子尺寸效应及表面效应，在化工、催化、光学、磁性、电学等领域应用广泛。但纳米碳酸钙易团聚，表面亲水疏油，限制了其在有机体中的应用，因此通过表面改性可以在纳米碳酸钙表面修饰或嫁接有机官能团，降低表面能，改善其在有机体中的分散性能。

纳米碳酸钙改性工艺可分为4种，分别是干法改性、湿法改性、原位改性和复合改性工艺。改性工艺对改性效果有着巨大的影响，因此针对不同的应用领域，采用适合的改性工艺十分重要。

1、干法改性

干法改性是指在干燥的环境下，密闭设备中高速旋转叶桨将团聚的纳米碳酸钙打散，同时滴加改性剂，借助机械作用力使改性剂包覆在纳米碳酸钙表面。

该工艺简单高效，无污染物释放和废液产出，适合规模化改性，在工业界广泛应用。但是这种方法改性后的产品往往不能均匀和完全包覆涂层，易出现部分包覆现象。

2、湿法改性

湿法改性是将纳米碳酸钙悬浮液在搅拌的条件下加入一定量改性剂，控制搅拌速度、温度和时间，然后过滤、烘干、分散得到改性纳米碳酸钙。

该工艺的改性效果好，但是投资相对大，需要对废液进行处理，因此一般企业不愿意接受，难以规模化地推广应用。

3、原位改性

原位改性是将纳米碳酸钙制备及其表面改性两个步骤在原位同步完成，直接向合成纳米碳酸钙的反应体系中加入改性剂，使纳米碳酸钙刚生成时就被改性剂包覆，有效地抑制了碳酸钙的生长和团聚，使碳酸钙具有良好的分散性。此外，通过使用不同改性剂或对工艺条件加以控制，所制备的纳米碳酸钙的晶型晶貌以及粒径大小均有所不同。

该工艺代表纳米碳酸钙改性发展的新趋势，但是当前处于基础研究阶段，距离投产还需时日。

4、复合改性

当前复合改性成为该领域最新尝试，具体方法是将常用改性工艺复合使用以达到协同增效作用，研究证明复合改性效果很好。颜干才等先用硬脂酸钠对纳米碳酸钙进行湿法改性，之后又增加一道干法改性工艺，然后填充到硅酮密封胶中，发现复合改性得到的样品能更有效提高密封胶的储存稳定性和浸水粘结性能。

另外，也有研究表明，可以通过机械化学法、溶胶-凝胶法、疏水聚合法等方法将TiO2包覆在碳酸钙颗粒表面，均表现出良好的遮盖力，被广泛应用于涂料中。但是除了疏水聚合法，其他方法制备的CaCO3/TiO2复合材料的表面都具有亲水性，且采用疏水聚合法制备的CaCO3/TiO2复合材料与颜料中有机体相容性差，所以通常要对CaCO3/TiO2复合材料进行有机改性，使其具有疏水性并且提高与有机体的相容性。

纳米碳酸钙的应用已经十分广泛，改性方法也层出不穷。单一改性已经逐渐不能满足应用的高要求。近些年的研究表明，复合改性具有更优异的改性效果，有望成为未来的发展趋势。

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