随着纳米碳酸钙颗粒的超细化,其晶体结构和表面电子结构发生了变化,产生了普通碳酸钙所不具备的小尺寸效应、表面和界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。它在磁性、催化剂、光热电阻和熔点等方面均优于传统材料。作为填料或增强剂,广泛应用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、粘胶、密封剂等行业,以及牙膏、食品、医药、饲料、建材、化纤等行业。
虽然纳米碳酸钙具有比普通碳酸钙更优异的性能,但在有机介质中直接应用纳米碳酸钙有两个缺点
① 纳米碳酸钙表面亲水、拒油,极性强。在有机介质中难以均匀分散,与基体材料结合力差,容易导致界面缺陷和材料性能下降;
② 粒径越小,表面原子数越多,表面能越高,吸附越强。它处于热力学不稳定状态。纳米粒子之间容易团聚,不能很好地分散在聚合物基体中,影响了纳米粒子的实际应用效果。
因此,有必要用粉末改性剂对纳米碳酸钙进行表面改性,以消除纳米碳酸钙的表面高能势,调节其疏水性,提高纳米碳酸钙与有机基材之间的润湿性和结合力,从而限度地提高纳米钙的性能和填充量降低原材料成本。
粉体改性纳米碳酸钙在造纸领域的应用效果如何?随着造纸工艺由酸性施胶向中碱施胶的转变,纳米碳酸钙的应用前景广阔。纳米碳酸钙在造纸中具有以下优点
① 纳米碳酸钙粒径细而均匀,可减少造纸机的磨损,使纸制品更加均匀光滑;
② 改性纳米碳酸钙吸油值低,不影响彩纸颜料的固色,节约生产成本;
③ 纳米碳酸钙具有高的遮光性和亮度,能提高纸制品的白度和遮光性能;
④ 纳米碳酸钙可以使造纸厂使用更多的填料和更少的纸浆,大大降低了生产成本。