碳酸钙在高分子材料中的应用

高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料：未成型前受热软化，熔融可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型。

受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。

在溶剂中不溶。

化学结构是由线型分子变为体型结构。

举例：PF、UF、MF2、热塑性塑料：受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化成型。

再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。

在溶剂中可溶。

化学结构是线型高分子。

举例：PE聚乙烯，PP聚丙烯，PVC聚氯乙烯。

3、通用塑料：是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。

4、工程塑料：具有较好的力学性能，拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。

举例：PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷：Tc=Tmax，结晶度提高，球晶大。

透明度不好，强度较大。

6、骤冷（淬火）：Tc<Tg，大分子来不及重排，结晶少，易产生应力。

结晶度小，透明度好，韧性好。

定义：是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物，在该温度下保持一段时间后，快速冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能。

7、中速冷：Tc>=Tg，有利晶核生成和晶体长大，性能好。

透明度一般，结晶度一般，强度一般。

8、二次结晶：是指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。

9、后结晶：是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。

第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂（如润滑剂）和功能性添加剂（除润滑剂之外的都是，如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂）2、稳定剂：防止或延缓高分子材料的老化，使其保持原有使用性能的添加剂。

针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素，可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂（防老剂）、光稳定剂。

热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。

纳米碳酸钙改性技术研究进展及代表性应用综述吕津辉/文【摘要】碳酸钙是一种重要的无机粉体填充材料，由于其原料来源丰富且成本低，生产方法简单，性能比较稳定，被广泛的应用于橡胶、涂料、胶黏剂、造纸、塑料、食品等行业。

按照生产方法的不同，碳酸钙可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。

而活性碳酸钙，又称改性碳酸钙，是通过加入表面处理剂对重钙或轻钙进行表面改性制得[1]。

【关键词】纳米碳酸钙；改性剂；改性技术；纳米碳酸钙应用；填加纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于0.001～0.1um(即1～100nm)之间等。

由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子效应[1]。

为了使具有良好性能的纳米碳酸钙发挥优良性能，使用者对纳米碳酸钙进行表面改性，使其成为了一种具有多功能性的补强填充改性材料。

改性后的碳酸钙表面吸油值明显降低，凝聚粒子的粒径减小，粒子分散性增强，作为填料用于生产后的制品塑化时间缩短，塑化温度下降，溶体流动指数上升，流动性得到显著改善[2]。

1.表面改性的理论1.1 化学键理论偶联剂一方面可以与纳米碳酸钙表面质子形成化学键，另一方面要与高聚物有较强的结合界面，进而提高纳米粒子的力学性能[1]。

1.2 表面浸润理论因为复合材料的性能受高分子物质对纳米填料浸润能力的影响，若填料能完全被浸润，那么树脂对高能表面的物理吸附将提供高于有机树脂内聚强度的粘结强度[1]。

1.3 可变形层理论吸附树脂会优先选择偶联剂改性填料的表面作配合剂，一个范围的固化不均会生成变形层，变形层是一个比偶联剂在聚合物和填料之间的单分子层厚得多的柔树脂层，它能防止界面裂缝的扩图1流化床造粒工艺流程展，松弛界面应力，加强界面的结合强度[1]。

1.4 约束层理论模量在高模量粉体和低模量粉体之间时，传递应该是最均匀的[1]。

碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用摘要：碳酸钙是橡胶与塑料制品的填料，能够提升制品的耐磨性与耐热性，保证尺寸的稳定性与刚度，并提升制品可加工性，还能减少制品的经济成本。

碳酸钙粉末的表面在经过改性处理后，可以有效的获得塑料机体材料。

在降低塑料制品的经济成本，并改善部分性能的同时，对于获得性价比较高的填充塑料有着深远的意义。

本文在分析碳酸钙表面处理改性技术及机理的基础上，对改性碳酸钙在塑料制品中的应用进行研究，从而推动碳酸钙行业不断发展。

关键词：碳酸钙；表面处理改性；塑料；应用碳酸钙被应用在了PVC、PE、PP以及ABS等材料中，加入碳酸钙可以改善塑料制品中的部分性能，能够提升制品的使用范围，还能在塑料加工中减少一定的树脂收缩率，从而改变流态状态，提升粘度。

碳酸钙应用在塑料制品中，可以有效提升制品的性能，通过研究碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用，可以帮助企业充分明确塑料制品的综合品质，降低经济成本与碳酸钙的关系，明确碳酸钙表面处理改性，从而到达应用目标，促进碳酸钙应用范围扩大。

一、碳酸钙表面处理改性碳酸钙的表面处理是经过物理与化学的方式来吸附表面处理剂，或者键合在碳酸钙表面中，构成包膜，改善表面的性能。

随着时间的推移，人们对于碳酸钙的研究不断加深，在碳酸钙处理剂与处理方法上面已经有了很多的技术方法。

碳酸钙的表面处理方法主要可分为偶联剂、有机物、无机物等表面处理方式[1]。

通过研究，可以充分为碳酸钙的应用提供依据。

（一）偶联剂表面处理偶联剂表现处理主要是通过两性结构化合物来处理，分为硅烷类、铝酸酯类等，还可以应用锌酸酯、铬酸酯等作为表面处理。

偶联剂的作用机理是借助分子的一端基团和碳酸钙的表明出现反应，从而构成化学键合，但是另一端和聚合物相容产生物理缠绕，把不同的材料经过偶联剂的作用结合起来，从而改善塑料制品的机械、物理特性。

例如，钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等等[2]。

（二）有机物表面处理有机物表现处理分为脂肪酸或盐处理、磷酸酯处理、聚合物处理等等，不同的表面处理会通过不同的作用产生不一样的反应、性能，从而达到处理作用。

收稿日期:2002-01-12。

作者简介:李星,工程师,1983年毕业于华东理工大学高分子化工专业,现主要从事教学和科研工作。

3通讯联系人。

活性重质CaCO 3的制备及其在LDPE 中的应用李星　唐辉3(昆明理工大学生物与化学工程学院,650224) 摘要:研究了铝酸酯等复合处理剂对重质碳酸钙的活化方法,对制得的活性重质碳酸钙的活化度及石蜡油/碳酸钙混合物的粘度行为进行了表征。

结果表明,经过活化处理的重质碳酸钙可显著提高LDPE/重质碳酸钙复合材料的断裂伸长率。

关键词:　重质碳酸钙　铝酸酯　偶联　低密度聚乙烯　复合材料 碳酸钙是一种重要的无机填料,其价格低廉,容易获得,被广泛用于各种塑料和橡胶制品[1]。

但碳酸钙用于聚合物时,与树脂基体的亲和性及与高聚物基体的结合力较差,尤其在高填充量时,聚合物复合材料的性能急剧下降,以至于制品难以加工和使用。

近年来,随着各种新型材料不断涌现,对碳酸钙填料的要求也越来越高,碳酸钙经超细化和表面活化后可在很大程度上克服其原有的缺点。

碳酸钙的表面处理就是通过物理或化学方法将表面处理剂包覆在碳酸钙粉末的表面上形成改性层,从而改善碳酸钙粉末的表面性能。

用不同的表面处理方法和不同表面处理剂可以得到种类繁多的活性碳酸钙产品,以满足不同要求。

碳酸钙的表面处理按处理方法来分可分为干法和湿法表面处理[2～3]。

一般偶联剂因为遇水易分解,主要采用干法。

干法表面处理简单,操作简便,容易工业化生产,是目前采用较多的一种方法。

笔者采用干法表面处理,对云南本地蕴藏丰富的机械磨碎法生产的重质碳酸钙粉末进行了活化改性,并对活化后重质碳酸钙的特性及其在LDPE 复合材料中的应用作了初步研究。

1　试验部分1.1　原料 重质碳酸钙(800目及2000目),富民工业制粉厂;铝酸酯偶联剂(DL -411F -1),重庆市行知化工厂;聚乙烯蜡(CH -2型),成都光阳化工有限责任公司;硬脂酸(PS 1806型),马来西亚;LDPE (1I2A 型),燕山石化一厂;液体石蜡,市售工业级;用于对比的活性轻质碳酸钙(简称活钙),四川省某公司市售产品。

丙烯酸与碳酸钙
碳酸钙是一种常见的无机化合物，化学式为CaCO3。

它是一种白色粉末，无味无臭，不溶于水，但在酸性环境下会溶解。

碳酸钙在自然界中广泛存在，如海洋中的珊瑚、贝壳、珍珠等都含有碳酸钙。

而丙烯酸则是一种有机化合物，化学式为C3H4O2。

它是一种无色透明的液体，有刺激性气味，可溶于水和有机溶剂。

丙烯酸是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、涂料、纤维等领域。

碳酸钙和丙烯酸之间有什么联系呢？实际上，丙烯酸可以与碳酸钙反应，生成一种新的化合物——丙烯酸钙。

这种化合物是一种白色粉末，可溶于水，具有一定的吸湿性。

丙烯酸钙在工业上有着广泛的应用。

首先，它可以作为一种高分子材料的填充剂，用于增加材料的硬度和强度。

其次，丙烯酸钙还可以用于制备各种丙烯酸酯类化合物，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等。

这些丙烯酸酯类化合物又可以用于制备各种塑料、涂料、纤维等产品。

除了工业应用外，丙烯酸钙还有着一定的医药应用价值。

研究表明，丙烯酸钙可以用于制备一种新型的药物载体，用于输送药物到人体内部。

这种药物载体具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以有效地提高药物的治疗效果。

碳酸钙和丙烯酸虽然看似毫不相关，但它们之间的反应却可以产生
一种新的化合物——丙烯酸钙。

这种化合物在工业和医药领域都有着广泛的应用前景，具有重要的经济和社会价值。

热重分析及其在高分子材料方面的应用文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-热重分析方法在高分子材料领域的应用[摘要]热分析是研究物质的物理化学性质随温度变化的一类技术，随着计算机在线分析和反馈控制技术的发展及多种手段联用技术的发展，热分析技术也得到了显着的发展。

热分析是高分子的常规表征手段，可用于表征结构相变，分析残余单体和溶剂含量，添加剂的检测，热降解的研究；同时被用于产品质量的检测，生产过程的优化及考察外因对高分子性质的影响等。

热重法定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。

根据这一特点，可以说，只要物质受热时发生质量的变化，都可以用热重法来研究。

我们可以看出，这些物理变化和化学变化都是存在着质量变化的，如升华、汽化、吸附、解吸、吸收和气固反应等。

热重法测定的结果与实验条件有关，为了得到准确性和重复性好的热重曲线，我们有必要对各种影响因素进行仔细分析。

影响热重测试结果的因素，基本上可以分为三类：仪器因素、实验条件因素和样品因素。

[关键词]热重分析法；质谱；联用技术根据热分析协会(ICTA)的归纳分类，目前热分析法共分为9 类 17 种，其中主要和常用的热分析方法是热重法(Thermogravimetry， TG)，差热分析法(Differential Thermal Analysis，DTA)，差示扫描热量法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)。

热重法是在程序控温下，测量物质的质量与温度的关系，通常热重法分为非等温热重法和等温热重法。

它具有操作简便、准确度高、灵敏快速以及试样微量化等优点。

但热重分析法无法对体系在受热过程中逸出的挥发性组分加以检测，这严重阻碍了热分析技术的应用与发展。

因此，将 TG 法与其它先进的检测系统联用，如 TG/MS、 TG/FTIR 等，是现代热分析仪器的一个发展趋势。

了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂碳酸钙是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料，但是，未经表面处理的碳酸钙与高聚物的相容性较差，简单造成在高聚物基料中分散不均从而造成复合材料的界面缺陷，降低材料的机械强度。

随着用量的加添，这些缺点更加明显。

因此，为了改进碳酸钙填料的应用性能，必需对其进行表面改性处理，提高其与高聚物基料的相容性或亲和性。

1、碳酸钙表面改性简述碳酸钙的表面改性方法重要是化学包覆，辅之以机械化学；使用的表面改性剂包括硬脂酸（盐），钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯，聚乙烯蜡等。

碳酸钙连续表面改性工艺表面改性要借助设备来进行。

常用的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机、高速加热混合机以及涡流磨和流态化改性机等。

影响碳酸钙表面改性效果的重要因素是：表面改性剂的品种、用量和用法（即所谓表面改性剂配方）；表面改性温度、停留时间（即表面改性工艺）；表面改性剂和物料的分散程度等。

其中，表面改性剂和物料的分散程度重要取决于表面改性机。

2、脂肪酸（盐）改性碳酸钙硬脂酸（盐）是碳酸钙最常用的表面改性剂。

其改性工艺可以采纳干法，也可以采纳湿法。

一般湿法工艺要使用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。

（1）硬脂酸干法改性碳酸钙涂酸磨机改性碳酸钙采纳SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等连续式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是连续同步给入的，硬脂酸可以直接以固体粉状添加，用量依粉体的粒度大小或比表面积而定，一般为碳酸钙质量的0.8%—1.2%；在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合机中进行表面包覆改性时，一般为间歇操作，首先将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机中，搅拌混合15—60min即可出料包装，硬脂酸的用量为碳酸钙质量的0.8%—1.5%左右，反应温度掌控在100℃左右。

为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与碳酸钙粒子作用，也可以预先将硬脂酸用溶剂（如无水乙醇）稀释。

改性时也可适量加入其他助剂。

碳酸盐的用途化学
碳酸盐是一类广泛应用的化合物，具有多种化学用途。

以下是碳酸盐的一些主要用途：
1. 建筑材料：
碳酸钙是一种常用的建筑材料，广泛应用于建筑工程和装饰装修中。

它可以用于制造各种材料，如水泥、石灰、石膏、石材、陶瓷、玻璃等。

此外，碳酸钙也可分散于聚合物中，用于制造聚合物复合材料，如高分子塑料等。

2. 冶金工业：
碳酸盐在冶金工业中具有很重要的作用。

它可以用于制造金属，如铁、铜、铅、锌等，用于生产钢、铁合金、铜合金等。

此外，碳酸钙还可用于冶炼铝和镁。

3. 环境保护：
碳酸钙可以中和酸性废水和烟气中的二氧化硫和氮氧化物。

在此过程中，碳酸钙与酸中和反应生成碳酸盐和水，起到净化环境的作用。

此外，碳酸盐也被用于治理酸性土壤，改善土壤质量和肥力。

4. 食品工业：
碳酸钙被用于食品工业中，作为酸性食品的缓冲剂和钙质的补给剂。

如在饮料中，碳酸钙可以调节酸碱度，改善口感。

在甜品等糕点中，碳酸钙可以起到发酵剂作用，增加食品口感。

5. 医药工业：
与食品工业类似，碳酸钙也被用于医药工业中。

它可以作为胃病药物的缓和剂，还可作为磷酸盐的解毒剂。

6. 日用品和化妆品：
碳酸盐在制造日用品和化妆品中也具有广泛的用途。

它可以作为清洁剂，如牙膏、清洁剂和洗涤剂等。

此外，碳酸钙也可以被用于制造化妆品，如防晒霜、创可贴等。

总之，碳酸盐是一种非常重要的化合物，在许多领域都起到了重要的作用。

无论是建筑、冶金、环保、食品、医药和日用品等方面，都离不开它的应用。