造纸用纳米碳酸钙研究探讨.PDF

论文选萃 Thesis 造纸用纳米碳酸钙研究探讨 ■单廷，钱锵，揭少卫，林汉，范金辰，曹芳琦 上海大学环境与化学工程学院 (上海 201800) 【摘要】本文探讨了纳米碳酸钙的制备方法、在造纸工业中的应用、表面改性技术以及对其进行表征的研 究。分析了目前造纸用纳米碳酸钙所遇到的难题以及发展方向。 【关键词】造纸；纳米碳酸钙制备；表面改性；表征 1.概述 超细化和表面改性代表目前碳 国碳酸钙产品普通级产品多，精细 CaCO是一种重要的无机化工 酸钙工业发展的方向。国外纳米碳 产品及功能产品少。 3 产品，广泛应用于橡胶、油漆、造 酸钙生产及市场较为成熟，美国、 然而纳米碳酸钙也有耐酸性 纸、食品、化妆品等各行业和部门。 日本、英国相继开发出百余种商品 差、表面强度小等缺点。另外，碳 近年来随着纳米技术的发展，新型 超细碳酸钙系列。日本现在已有纺 酸钙表面亲水疏油，呈强极性，因 的纳米碳酸钙无机填料的应用也越 锤型、立方型、针型、锁链型、无 而在有机介质中分散性差、与有机 来越广泛了。纳米碳酸钙是指粒径 定型等超细产品及其改性产品五十 物质间结合力弱，易造成界面缺 在 1～100nm之间的碳酸钙产品， 多种，年产量超过24万吨。目前， 陷，会造成高聚物的某些性能降 由于碳酸钙粒子的超细化，其晶体 美国纳米碳酸钙生产及应用侧重于 低，特别是过量填充，使高聚物性 结构和表面电子结构发生变化，产 造纸、涂料业，美国MTI公司已成 能急剧下降。而且，由于纳米碳酸 生了普通碳酸钙所不具有的表面效 为国际上最大轻质碳酸钙生产商。 钙粒子的表面能高，极易聚集成大 应、量子尺寸效应、小尺寸效应和 英国侧重于高档涂料方面的应用， 颗粒，形成二次粒子，使得粒径大 宏观量子隧道效应，显示了它优越 ICI公司主宰着国际高档涂料用超 于100nm，从而影响纳米颗粒的实 [2] 的性能。和普通的碳酸钙相比，纳 细碳酸钙市场 。我国碳酸钙的生 际应用效果。为提高纳米粒子在有 米CaCO粒径更小、比表面积更 产水平则低于国际水平，目前我国 机介质中的分散能力和亲和力，需 3 大，因此被广泛应用于塑料、橡胶、 碳酸钙出口属普通产品，而进口属 要对纳米碳酸钙进行表面改性。目 [1] 涂料、造纸、油墨等工业中 。 精细产品、功能产品，可以看出中 前，纳米碳酸钙在工业中的用量逐 中国粉体工业 2007年第6期 27 论文选萃 Thesis 年上升，它已逐渐发展成为一种功 料而少用纸浆，能大幅度地降低生 要求。 [3] 能性填料 。 产成本。③纳米碳酸钙粒度细而均 匀，对纸机的磨损小，并且能使生 4.纳米碳酸钙的改性研究 2.纳米碳酸钙的制备 产的纸制品更加均匀、平整。④纳 碳酸钙的表面改性是通过物理 目前，纳米材料的制备方法主 米碳酸钙的吸油值高，能提高彩色 或化学方法将表面处理剂吸附或反 要可分为三大类：固相法、液相法 纸的颜料牢固性。⑤采用纳米碳酸 应在碳酸钙粒子的表面，使其表面 [4][5][6] 和气相法 。而纳米碳酸钙主要 钙填充中性纸或纸板时，能够提高 活化，获得许多设定的性能，进而 采用液相法合成。纳米碳酸钙的制 纸或纸板的紧密度。由于纳米碳酸 [15]