納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)鈣應用(yong)(yong)(yong)(yong)于有機介質(zhi)中存在兩(liang)大(da)缺(que)(que)陷(xian)：一是納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)鈣為表面親水疏油的(de)(de)(de)無(wu)機材料，在聚(ju)合物(wu)中的(de)(de)(de)分散性(xing)差，與有機體的(de)(de)(de)親和力(li)差，容易形成團(tuan)聚(ju)體，直(zhi)接應用(yong)(yong)(yong)(yong)效果(guo)不(bu)好，導致材料性(xing)能下降；二是納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)鈣粒(li)徑(jing)小，表面原子(zi)數多(duo)，表面能大(da)，粒(li)子(zi)之間相(xiang)作用(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)強，容易形成納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)鈣粉體的(de)(de)(de)團(tuan)聚(ju)。隨著納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)鈣使用(yong)(yong)(yong)(yong)量的(de)(de)(de)增大(da)，這些(xie)缺(que)(que)陷(xian)更加(jia)明顯，過(guo)量的(de)(de)(de)填(tian)充會(hui)使得材料無(wu)法使用(yong)(yong)(yong)(yong)。

　　硬脂酸(suan)是(shi)一種常見的(de)長(chang)碳(tan)鏈(lian)的(de)飽和(he)(he)脂肪酸(suan)，同時具有長(chang)碳(tan)鏈(lian)的(de)親(qin)油(you)端和(he)(he)羧基(ji)的(de)親(qin)水端，而(er)納米(mi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)表(biao)面(mian)(mian)是(shi)親(qin)水的(de)，所以把硬脂酸(suan)包覆在納米(mi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)表(biao)面(mian)(mian)，能(neng)極大的(de)改善其(qi)親(qin)油(you)性，使(shi)其(qi)填(tian)充(chong)在橡膠、塑料、高(gao)級油(you)墨、涂料中時，其(qi)大的(de)比(bi)表(biao)面(mian)(mian)積和(he)(he)高(gao)比(bi)表(biao)面(mian)(mian)能(neng)有利于碳(tan)酸(suan)鈣(gai)顆粒(li)與有機高(gao)聚物(wu)分(fen)子之(zhi)間的(de)結合牢固(gu)，能(neng)使(shi)制品表(biao)面(mian)(mian)光艷和(he)(he)具有優異的(de)補強性能(neng)。

　　1、硬脂(zhi)酸(suan)包覆改性納米碳(tan)酸(suan)鈣的機理(li)

　　近幾年，用(yong)硬脂酸包覆(fu)改性納米碳(tan)酸鈣的研究也層出(chu)不窮。

　　Chen yijian等探究了(le)在(zai)(zai)空氣-水界面的(de)硬脂酸(suan)(suan)(suan)（SA）單(dan)分子(zi)層碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)晶體(ti)(ti)的(de)形成(cheng)過(guo)程。采(cai)用了(le)電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡和原位的(de)布儒斯特角顯微(wei)鏡進行(xing)測試表征(zheng)，觀察到在(zai)(zai)硬脂酸(suan)(suan)(suan)單(dan)分子(zi)層下，最終的(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)晶體(ti)(ti)是(shi)由(you)一種粒子(zi)前(qian)驅(qu)體(ti)(ti)形成(cheng)而不是(shi)直(zhi)接(jie)來自于(yu)溶劑(ji)化的(de)離子(zi)。從(cong)掃(sao)描電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡（SEM）和透(tou)射電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡（TEM）可以(yi)發現(xian)這種前(qian)驅(qu)體(ti)(ti)粒子(zi)是(shi)直(zhi)徑小于(yu)100nm非晶碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)均勻球(qiu)體(ti)(ti)。實驗是(shi)通(tong)過(guo)Ca(OH)2和CO2發生反應生成(cheng)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，在(zai)(zai)礦化作(zuo)用的(de)早期產生了(le)非晶的(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，并且至(zhi)少穩定存在(zai)(zai)0.5h，隨著數量的(de)增加，非晶的(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)聚集形成(cheng)了(le)方(fang)解石相的(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)。

　　Xuetao Shi等采用(yong)商(shang)業硬脂酸(suan)(suan)，在(zai)水相條件下(xia)包(bao)覆(fu)沉淀的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)，包(bao)覆(fu)之后的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)，硬脂酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)(de)含(han)量為3%~13.5%。采用(yong)傅里葉紅(hong)外（FTIR）、熱(re)重(zhong)（TG）和差示掃描(miao)量熱(re)（DSC）分析表(biao)明在(zai)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)面沒有游(you)離的(de)(de)(de)(de)硬脂酸(suan)(suan)，只存在(zai)硬脂酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)。發現形成的(de)(de)(de)(de)硬脂酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)在(zai)包(bao)覆(fu)層表(biao)面是部(bu)分的(de)(de)(de)(de)化學吸(xi)附和部(bu)分的(de)(de)(de)(de)物理吸(xi)附，并且(qie)可以(yi)解決在(zai)水相條件下(xia)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)不(bu)能表(biao)面的(de)(de)(de)(de)全包(bao)覆(fu)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，最大(da)的(de)(de)(de)(de)包(bao)覆(fu)量為3.25%。

　　2、長鏈(lian)脂肪(fang)酸對(dui)碳酸鈣(gai)的(de)影響

　　長鏈脂(zhi)肪酸(suan)對碳(tan)酸(suan)鈣的形(xing)成也有重(zhong)要的影響。

　　Jiuxin Jiang等(deng)通過(guo)在氫氧(yang)(yang)化(hua)鈣(gai)懸浮(fu)(fu)液中(zhong)鼓入(ru)(ru)二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的(de)(de)(de)同時(shi)(shi)，分(fen)(fen)別加入(ru)(ru)各種不同的(de)(de)(de)長(chang)鏈(lian)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)——月桂酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（十二酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)）、棕櫚酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（十六酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)）和(he)硬(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（十八酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)），來探(tan)究碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)。結(jie)果發現(xian)長(chang)鏈(lian)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)加入(ru)(ru)不影響碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)晶型，但(dan)是(shi)影響著所生成(cheng)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)粒子的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)貌(mao)。當加入(ru)(ru)月桂酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)時(shi)(shi)，碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)粒子的(de)(de)(de)分(fen)(fen)散性大大提高；當加入(ru)(ru)大量的(de)(de)(de)棕櫚酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)和(he)硬(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)時(shi)(shi)，形(xing)(xing)(xing)成(cheng)了(le)微棒狀(zhuang)結(jie)構(gou)和(he)紡錘狀(zhuang)結(jie)構(gou)。作(zuo)者提出，在氫氧(yang)(yang)化(hua)鈣(gai)和(he)二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)反(fan)應(ying)過(guo)程中(zhong)，一(yi)方面(mian)(mian)碳(tan)鏈(lian)的(de)(de)(de)長(chang)度影響了(le)氫氧(yang)(yang)化(hua)鈣(gai)懸浮(fu)(fu)液所形(xing)(xing)(xing)成(cheng)膠束的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)，另一(yi)方面(mian)(mian)膠束之間(jian)的(de)(de)(de)接觸(chu)方式決定(ding)了(le)最后形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)貌(mao)。

　　Hao Wang等(deng)(deng)研究了聚(ju)合物、脂肪酸和(he)肥皂液等(deng)(deng)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)劑對在(zai)硬表(biao)面(mian)上（例如(ru)不銹鋼和(he)硅表(biao)面(mian)）活性碳酸鈣結晶、成核以(yi)及(ji)沉降的影響。從而在(zai)類似原理上指(zhi)導了洗(xi)(xi)(xi)碗機在(zai)用清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)劑清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)過程中，怎(zen)樣能夠更好的清(qing)(qing)除油(you)污(wu)。

　　3、活(huo)性納(na)米(mi)碳酸鈣(gai)的(de)應用特點

　　硬脂(zhi)酸改性之后的(de)納米碳酸鈣，作(zuo)為硅(gui)樹脂(zhi)、聚丙烯等有機聚合物的(de)填料，有著重要的(de)影響。

　　Satyendra Mishra等研(yan)究(jiu)了硬脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)改(gai)性(xing)(xing)之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)納米(mi)(mi)(mi)(mi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)對硅樹脂(zhi)復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)影響。在(zai)十二烷基磺酸(suan)(suan)(suan)鈉存在(zai)下(xia)，他們采用一定(ding)(ding)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)CaCl2和NH4HCO3發(fa)生(sheng)反應，過濾干燥得(de)(de)到納米(mi)(mi)(mi)(mi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)粉(fen)末。然后(hou)在(zai)甲(jia)苯存在(zai)下(xia)，一定(ding)(ding)量的(de)(de)(de)(de)硬脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)和納米(mi)(mi)(mi)(mi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)攪拌混合(he)(he)(he)(he)，分(fen)別(bie)得(de)(de)到不(bu)同硬脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)改(gai)性(xing)(xing)納米(mi)(mi)(mi)(mi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，然后(hou)加入硅樹脂(zhi)中(zhong)作(zuo)為填(tian)料，改(gai)善(shan)其性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，得(de)(de)到改(gai)性(xing)(xing)納米(mi)(mi)(mi)(mi)復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料。結(jie)果表(biao)(biao)(biao)明(ming)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)改(gai)性(xing)(xing)之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)納米(mi)(mi)(mi)(mi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)相比未改(gai)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)納米(mi)(mi)(mi)(mi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和商(shang)業碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，能(neng)(neng)(neng)夠極(ji)大(da)的(de)(de)(de)(de)提高復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)拉伸強(qiang)度(du)、延伸率和耐磨性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)以及(ji)阻(zu)燃性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。表(biao)(biao)(biao)面(mian)改(gai)性(xing)(xing)也能(neng)(neng)(neng)產生(sheng)強(qiang)粘合(he)(he)(he)(he)力，這使(shi)得(de)(de)聚合(he)(he)(he)(he)物鏈(lian)更牢固，聚合(he)(he)(he)(he)物的(de)(de)(de)(de)熱穩(wen)定(ding)(ding)提高。基于這些納米(mi)(mi)(mi)(mi)復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)高強(qiang)度(du)高韌性(xing)(xing)，可以用于電纜(lan)連(lian)接器、電氣和照明(ming)開關設備(bei)，在(zai)航(hang)空航(hang)天領(ling)域也有重(zhong)要價值。

　　Mahdi Rahmani等研究了硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)包(bao)覆的(de)(de)(de)納米(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣用于(yu)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)基體(ti)(ti)的(de)(de)(de)分散性(xing)(xing)能(neng)。采用TGA分析了實際包(bao)覆之(zhi)(zhi)后(hou)，碳(tan)酸(suan)(suan)鈣表面硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)含量，并用場(chang)發射掃描電(dian)子(zi)(zi)顯微鏡(jing)觀察了單(dan)層和多層硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)包(bao)覆納米(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣之(zhi)(zhi)后(hou)樣品(pin)在有機體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)分散性(xing)(xing)能(neng)。結果表明采用硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)改性(xing)(xing)之(zhi)(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)納米(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣填充在聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)有機體(ti)(ti)中(zhong)，能(neng)夠很好(hao)的(de)(de)(de)分散，它(ta)降低(di)了粒子(zi)(zi)與粒子(zi)(zi)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)相互(hu)作用以(yi)及聚(ju)(ju)合物(wu)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)粘附性(xing)(xing)。經過硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)表面改性(xing)(xing)之(zhi)(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)納米(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣，消除(chu)了其親水性(xing)(xing)，大大增加(jia)了與聚(ju)(ju)合物(wu)基質的(de)(de)(de)相容性(xing)(xing)。

　　綜上所述，硬脂酸作(zuo)為一種常見的(de)(de)(de)長(chang)鏈(lian)脂肪酸，廉(lian)價(jia)(jia)用途廣泛(fan)，能(neng)夠很好(hao)的(de)(de)(de)改(gai)性(xing)(xing)(xing)納米(mi)碳(tan)酸鈣(gai)。作(zuo)為廉(lian)價(jia)(jia)易得的(de)(de)(de)填料，硬脂酸改(gai)性(xing)(xing)(xing)之后的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)納米(mi)碳(tan)酸鈣(gai)能(neng)夠在眾多有(you)機體(ti)(ti)中很好(hao)的(de)(de)(de)分(fen)散(san)，并且(qie)能(neng)夠提高有(you)機體(ti)(ti)的(de)(de)(de)拉伸強度、延伸率(lv)和耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)能(neng)以及阻燃性(xing)(xing)(xing)能(neng)等機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)和熱力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)，所以選擇硬脂酸對(dui)納米(mi)碳(tan)酸鈣(gai)進行改(gai)性(xing)(xing)(xing)，具有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)研究和應(ying)用價(jia)(jia)值(zhi)。

　　來(lai)源：周威. 納米(mi)碳酸鈣的表面改性以及中(zhong)空(kong)米(mi)粒狀碳酸鍶與中(zhong)空(kong)纖維(wei)狀碳酸鋇的制備[D].華南理工大學,2018.

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