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1、·綜述·IMSP化工礦物與加工2002年第4期文章編號：1008-752（42002）04-0001-04填料碳酸鈣的制備及其形狀與晶型控制研究進(jìn)展!錢軍民，金志浩（西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安710049）摘要：介紹了碳酸鈣研究的新進(jìn)展。主要討論了普通碳酸鈣、碳酸鈣晶須和納米碳酸鈣的制備方法和機(jī)理，以及碳酸鈣晶體的形狀與晶型控制。關(guān)鍵詞：填料；碳酸鈣晶須；納米碳酸鈣；制備；機(jī)理中圖分類號：TO127.1+3；TO327.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A碳酸鈣（CaCO3）是重要的無機(jī)化工基本原料高達(dá)36.3m2/g?；瘜W(xué)反應(yīng)法是利用各種化學(xué)反之一，具有
2、原料豐富、生產(chǎn)工藝簡單、能耗小、性能應(yīng)制備CaCO3的方法，主要包括復(fù)分解法和碳化比較穩(wěn)定等特點(diǎn)，能作為添加劑和補(bǔ)強(qiáng)劑廣泛用法，如曹瑋［2］根據(jù)微分區(qū)內(nèi)可迅速形成“大尺寸”于橡膠、塑料、油墨、造紙、食品、醫(yī)藥等工業(yè)部門。均分散顆粒的觀點(diǎn)，利用聚氧乙烯辛基苯酚醚為用CaCO3填充改性樹脂除可以節(jié)省樹脂、降低成表面活性劑將溶液分成微小區(qū)域，將CaCI2和本外，還可以改善制品的硬度、彈性模量、尺寸穩(wěn)（NH4）2CO3溶液經(jīng)超聲波作用進(jìn)行沉淀，即可得定性和熱變形溫度。但CaCO3與基體樹脂界面缺到平均粒徑為3.72!m的顆粒，標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.乏親和性，往往導(dǎo)致
3、沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性437，尺寸分布很窄。能下降，加工性能變差，大大限制了其應(yīng)用。為充2CaCO3晶須的制備分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，克服缺點(diǎn)，廣大科80年代以后，繼中檔價(jià)格的鈦酸鉀晶須和硫技工作者對CaCO3的制備及其形狀與晶型控制進(jìn)酸鈣晶須的相繼開發(fā)成功，質(zhì)高價(jià)廉且儲量豐富行了大量的研究工作。筆者對這些方面的進(jìn)展進(jìn)的CaCO3晶須開發(fā)研究出現(xiàn)了高潮。行了介紹。晶須是指以單晶形式生長的形狀如短纖維，1普通CaCO3的制備但尺寸遠(yuǎn)比短纖維小的須狀微晶體。其原子排列CaCO3的制備工藝可分為機(jī)械粉碎法和化學(xué)高度有序，基本無空洞、位錯(cuò)及結(jié)構(gòu)不完整
4、等結(jié)構(gòu)反應(yīng)法。機(jī)械粉碎法就是將天然石灰石進(jìn)行機(jī)械缺陷，是一種基本完全的晶體，其機(jī)械強(qiáng)度接近材粉碎，再經(jīng)旋風(fēng)分離器制得，如高延林［1］利用高速料原子間價(jià)鍵的理論強(qiáng)度。晶須的基本特點(diǎn)是長沖擊式超微細(xì)粉碎技術(shù)，通過粉碎介質(zhì)直接施加徑比大，是一種力學(xué)性能十分優(yōu)異的新型復(fù)合材作用力使顆粒變細(xì)，制得了超微細(xì)重質(zhì)CaCO3，產(chǎn)料補(bǔ)強(qiáng)增韌劑。與顆粒狀填料相比，用晶須改性品具有純度高、白度好、活性強(qiáng)、超微細(xì)的特點(diǎn)，微塑料不僅可以大幅度改善塑料的力學(xué)性能，獲得細(xì)粉體結(jié)構(gòu)以圓球形為主，CaCO3含量大于99%，優(yōu)越的彎曲彈性模量、彎曲強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，還白度高于95%，平
5、均粒徑2.5~5.0，比表面積可以改善塑料制品加工性能和熱性能、提高制品!m!收稿日期：2002-01-101·綜述·IM&P化工礦物與加工2002年第4期表面光潔度。CO2為主要原料，采用一次合成法，制成了CaCO晶須的制備方法有可溶性Ca2+鹽和3A（lOH）3包覆CaCO3的復(fù)合晶須。將文石型CaCO3CO2-鹽復(fù)分解法、C（aHCO）分解法、尿素水解332晶須與A（lOH）3晶體有機(jī)地結(jié)合起來，不僅保持法和C（aOH）2-CO2氣液反應(yīng)法等。如在C（aOH了CaCO3晶須的特點(diǎn)，又具有A（lOH）3的阻燃特）2-H2O-CO2反應(yīng)系統(tǒng)中通過加
6、入晶種和添加性。其形成機(jī)理是兩種先驅(qū)原料在碳酸化反應(yīng)之劑，可使CaCO3優(yōu)先在晶種兩端結(jié)晶生長，生成晶前發(fā)生反應(yīng)，形成了多面體的絡(luò)合物3CaO·Al2O3·須［3］。6H2O，CaCO3同該絡(luò)合物的相互作用誘發(fā)了CaCO3長徑比是晶須的主要特性之一，而反應(yīng)介質(zhì)分子以文石相結(jié)構(gòu)生長，且C（aOH）2和NaAlO2依對晶須的長徑比有重要影響。用高聚物作為反應(yīng)次發(fā)生碳酸化反應(yīng)，形成A（lOH）3包覆CaCO3結(jié)介質(zhì)對晶須的長徑有較大影響，如在聚乙二醇水構(gòu)。溶液中加入等摩爾的粉末無水碳酸鈉和氯化鈣，3納米CaCO3的制備在30C恒溫結(jié)晶化15d，可得到長度為
7、60~根據(jù)加工方法及產(chǎn)品性能的不同，CaCO3有150!m，直徑為3~10!m，的碳酸鈣晶須［4］。重質(zhì)CaCO3、輕質(zhì)CaCO3、納米CaCO3和活性CaCO3CaCO3具有3種晶型，見表1。之分。表1碳酸鈣的三種晶型已有的研究表明，填料粒徑的微細(xì)化有利于改性塑料綜合性能的提高。如微米級CaCO3主要晶型晶系特征形貌自然界存在形式用作填充劑，只能起到增量和降低成本的作用，而方解石六方紡錘體或立方體大理石、石灰石等文石斜方針狀海洋沉積物、和珍珠層中納米級CaCO3添加到橡膠、塑料中則具有明顯的球霰石六方球形無補(bǔ)強(qiáng)作用，其硫化膠伸長率、撕裂性能、壓縮變
8、形和耐屈撓性能都比添加一般CaCO3的高。在常溫常壓下方解石是穩(wěn)定相，文石是亞穩(wěn)納米CaCO3的合成方法有多
