PLA/PBAT/纳米碳酸钙三元复合材料的微观形貌与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚乳酸/己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PLA/PBAT)共混物和PLA/PBAT/纳米碳酸钙(PLA/PBAT/nano-CaCO_3)复合材料;通过差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和微机电子万能试验机研究了PLA/PBAT共混物的微观结构、相容性、熔融与结晶行为及力学性能;不同含量的nano-CaCO_3对PLA/PBAT/nano-CaCO_3三元复合材料中PLA的熔融与结晶行为及复合材料力学性能的影响及nano-CaCO_3在PLA/PBAT共混物中的分布行为。DSC表明,与少量的PBAT共混后,PLA的结晶度提高;而加入nano-CaCO_3后,PLA的结晶温度降低;SEM表明,PLA与少量PBAT部分相容,且nano-CaCO_3选择性地分布在PBAT相中;力学性能测试表明,与PBAT共混后,PLA的韧性得到很大程度的改善,且nano-CaCO_3与PBAT起到了协同增韧的作用,冲击强度提高了162%;但nano-CaCO_3的加入量存在阈值,超过10%时,会使PLA/PBAT/nano-CaCO_3复合材料的拉伸强度下降。

环保型改性纳米碳酸钙降滤失剂的合成与性能评价

纳米碳酸钙在钻井液中具有降滤失及封堵作用、且环保,但分散性差、易团聚,导致效果不理想。使用硅烷偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性,再通过自由基共聚法将抗温、抗盐单体接枝到改性纳米碳酸钙表面,得到改性纳米碳酸钙降滤失剂SDNPJ-2,采用红外光谱(FTIR)、热重分析进行表征,同时对比评价其综合性能,通过对膨润土基浆粒径、zeta电位分析,滤饼扫描电镜(SEM)分析,考察SDNPJ-2在黏土颗粒上的吸附特征,研究改性纳米碳酸钙降滤失剂在水基钻井液中的降滤失机制。结果表明:SDNPJ-2可抗230℃高温;1%SDNPJ-2可分别使4%膨润土基浆、25%盐水基浆、10%CaCl_(2)基浆150℃/(16 h)老化后的API滤失量降低70%、89%和85%,可抗氯化钠250000 mg/L、抗氯化钙100000 mg/L,降滤失效果优于国外同类目前最优产品Driscal D;生化需氧量(BOD_(5))为558 mg/L、BOD_(5)/COD(化学需氧量)达22.6%,可生物降解;SDNPJ-2通过酰胺基团吸附于黏土表面、改善其分散性,优化体系粒径级配、通过物理堆积有效封堵滤饼和地层孔隙,两方面协同达到优良的降滤失效果。

纳米碳酸钙对nano-CaCO_(3)/PES复合膜结构与性能的影响

为深入了解nano-CaCO_(3)/PES复合膜的形态结构、力学性能、亲水性、分离性能和抗污染性能,通过非溶剂诱导相分离(NIPS)技术制备了nano-CaCO_(3)/PES复合膜。对复合膜的形态结构和物理化学性能以及分离性能进行了表征,重点考察了nano-CaCO_(3)质量分数对膜结构与性能的影响。结果说明了nano-CaCO_(3)在膜中均匀分散时,可有效优化膜结构,并同步提升膜的物理化学性能,提高分离效率。当nano-CaCO_(3)质量分数为0.3%时,所得到的复合膜机械强度为3.8MPa;对比纯PES材料,其机械强度增加了65%;亲水性也有效改善,纯水渗透性为450L/(m^(2)·h·bar)(1bar=105Pa),提高了1.7倍,同时保持99%以上的BSA截留率;对BSA抗污性能从48.8%显著提高至77.1%,具有良好的抗污染效果。本项研究为优化膜结构、提升膜性能方面提供了一个高效、简便的方法,在实际应用中具有重要的价值。

改性碳酸钙与还原型纳米纤维素对老化纸张脱酸和增强效果的研究

纸质档案保护的重点在于缓解存储过程中酸化老化对纸张带来的伤害,以延长档案的保存寿命。研究首次采用氨丙基改性碳酸钙与还原型纳米纤维素(rCNFs)保护液,分次喷涂于老化纸张表面对其进行脱酸和增强处理。结果表明,经改性碳酸钙和rCNFs处理后的纸样pH值可达8.31,碱储达0.806 mol/kg,抗张强度增加42.21%,纸样白度有一定提升,视觉效果不受影响。经对比实验发现,改性碳酸钙与r CNFs保护液具有优良的脱酸和增强效果,可作为纸质档案保护的一种新方法,具有潜在的应用价值。

立方形纳米碳酸钙改性及其在油墨中的应用

纳米碳酸钙作为添加剂可以提升油墨的光泽、改善填料的分散性和降低生产成本。本研究以立方形纳米碳酸钙(CNCC)为原料,硬脂酸钠(SS)和棕榈酸(PA)为复合改性剂(SS/PA),采用湿法制备了油墨用改性纳米碳酸钙(SS/PA/CNCC)。考察了SS/PA复配比例、添加量、反应温度等因素对SS/PA/CNCC性能的影响,当SS/PA复配比例为1∶1、质量分数为3%、反应温度为70℃时,SS/PA/CNCC平均粒径为60 nm、吸油值为35 g/100 g,满足油墨填料使用要求。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)分析和热失重(TG)分析等表征手段,对SS/PA改性纳米碳酸钙微观形貌进行分析表征。上述SS/PA/CNCC应用在油墨中,当SS/PA/CNCC在油墨中添加9份时,油墨细度为12.5μm、流动度为32 mm、光泽度为64.5 GU,所制备的油墨性能良好。

活化胶粉/纳米碳酸钙复合改性沥青性能影响及机理研究

目前日益增长的交通轴载量给沥青路面带来了更大的压力。本文选用不同活化程度的废旧胶粉(CR)和表面改性后的纳米碳酸钙(Nano⁃CaCO_(3))作为改性剂,制备活化胶粉/Nano⁃CaCO_(3)复合改性沥青样品,并通过针入度、软化点、延度的比较提出了3种最优的改性体系。在此基础上,通过动态剪切流变仪(DSR)研究改性沥青的高温性能。通过薄膜烘箱试验(TFOT)研究改性沥青的抗老化性能。通过离析试验研究改性沥青的贮存稳定性。通过荧光显微镜(FM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)观测改性沥青的微观形貌和官能团变化。结果表明,活化处理可以改善胶粉与沥青的相容性,提高改性沥青的贮存稳定性。3种最优改性体系的改性沥青具有良好的高低温性能、抗老化性能、施工和易性和贮存稳定性。对于活化胶粉和活化胶粉/Nano⁃CaCO_(3)复合改性沥青,改性过程中既发生物理反应,也发生化学反应。其中5#改性沥青为3种复合改性体系中综合性能最优的改性体系。

硬脂酸改性纳米碳酸钙表面研究

为了改善纳米碳酸钙(nano-CaCO_(3))在基体中的分散情况,采用硬脂酸对nano-CaCO_(3)表面进行改性,通过改变硬脂酸用量、反应温度、反应时间、浆料质量浓度,测定反应前后nano-Ca CO_(3)的活化度和吸油值,进而确定最佳反应条件。结果表明:硬脂酸可以改性nano-Ca CO_(3),其最好的改性条件为硬脂酸质量分数4%,浆料质量浓度90g·L^(-1),反应温度为60~80℃,反应时间为50~60min。红外光谱显示硬脂酸与nano-CaCO_(3)之间形成了牢固的化学键,扫描电镜观察到用硬脂酸处理过的nano-CaCO_(3)可减少在基体中团聚,有助于其在基体中分散。

纳米碳酸钙对脱醇型RTV-1硅橡胶“返粗”的影响

通过实验模拟了脱醇型单组分室温硫化 (RTV-1 )硅橡胶的“返粗”现象,采用热失重分析仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体光谱仪等对“返粗”硅橡胶进行分析,探究了纳米碳酸钙对硅橡胶“返粗”的影响。结果表明,“返粗”脱醇型RTV-1硅橡胶的起粒部分存在镁元素富集的现象,其以脂肪酸镁的形式存在。甲醇是硅橡胶“返粗”的主因,缺少甲醇无法发生“返粗”,而脂肪酸镁具有加快甲醇富集的作用,会导致“返粗”更快出现和更严重。脂肪酸镁在纳米碳酸钙的表面处理中形成,纳米碳酸钙悬浮液液相中镁离子含量越高,其形成的脂肪酸镁越多,硅橡胶“返粗”现象越严重。纳米碳酸钙表面处理剂中常见的脂肪酸对应的镁盐均可以加快“返粗”现象的出现,且“返粗”的程度与脂肪酸镁在甲醇中的溶解度有关,其在甲醇中的溶解度越高,对应的“返粗”情况更严重。

氯盐侵蚀作用下纳米碳酸钙对海砂混凝土结合氯离子性能的影响

考虑氯盐侵蚀时间和纳米碳酸钙(NC)的影响,研究了氯盐侵蚀作用下海砂混凝土结合氯离子性能。结果表明:随氯盐侵蚀时间增加,海砂混凝土中自由氯离子含量和结合氯离子含量均逐渐增加,掺入NC能够进一步提高海砂混凝土中结合氯离子含量;随氯盐侵蚀时间增加,海砂混凝土中Friedel's盐和水化硅酸钙(C-S-H)含量及C-S-H中钙硅物质的量比(Ca/Si比)逐渐提高;氯盐侵蚀14 d,掺NC海砂混凝土中Friedel's盐含量明显下降,其中掺1%NC使Friedel's盐含量减少最明显;海砂混凝土中掺入NC越多,C-S-H含量及C-S-H中Ca/Si比增大越明显,这有助于海砂混凝土中物理吸附氯离子。

碳酸钙填充改性PBAT的性能研究

PBAT属于热塑性生物降解塑料,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和冲击性能,还具有优良的生物降解性,是生物降解塑料研究中非常受欢迎的降解材料之一。本文采用偶联剂对碳酸钙进行表面改性,进行碳酸钙填充改性PBAT,研究加工温度对改性碳酸钙填充PBAT的性能影响。结果表明:在此试验条件下,选择纳米碳酸钙为PBAT的无机填充物;采用硅烷/钛酸酯复合偶联剂为纳米碳酸钙的表面改性剂;筛选出优异的挤出温度为140℃,注塑温度为180℃,改性后PBAT的拉伸强度可以达到15.5MPa,断裂伸长率达到322.45%。

纳米四氧化三铁对微生物诱导碳酸钙沉淀的作用效果与机理研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计了Nano-Fe_(3)O_(4)作用下的微生物诱导碳酸钙沉淀的水溶液及MICP砂土固化试验,对比分析了Nano-Fe_(3)O_(4)含量对微生物诱导生成的碳酸钙晶体含量(CCC)、类型、比例以及MICP固化砂土力学强度等参数的影响规律,并结合扫描电镜(SEM)试验分析了溶液环境及砂柱中碳酸钙的微观形貌特征,系统归纳了Nano-Fe_(3)O_(4)对MICP的作用效果及机制。结果表明:(1)Nano-Fe_(3)O_(4)能够有效改善细菌的新陈代谢性能,显著提高细菌OD_(600)及脲酶活性;(2)溶液环境中,MICP产生的碳酸钙晶体类型以球霰石为主,含少量方解石,且Nano-Fe_(3)O_(4)含量增加能够促进球霰石的生成及增大MICP沉淀物中稳定相碳酸钙所占的比例;(3)Nano-Fe_(3)O_(4)可以显著提高MICP固化砂土的无侧限抗压强度和CCC;(4)SEM分析结果表明,溶液环境中,碳酸钙晶体以球型堆积为主,MICP固化砂柱中碳酸钙晶型随Nano-Fe_(3)O_(4)含量的增加逐渐呈菱柱状堆积。

纳米碳酸钙表面改性沸石对模拟蔗汁中酚酸的吸附性能

目的:探讨纳米碳酸钙改性沸石(CaCO_(3)@ZL)对模拟蔗汁中酚酸的吸附性能及其机理。方法:以沸石(ZL)为支撑骨架,通过共沉淀法在沸石表面负载纳米碳酸钙制备纳米碳酸钙改性沸石(CaCO_(3)@ZL)并用于模拟蔗汁中酚酸的吸附。利用X-衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对改性前后的沸石进行表征,通过静态吸附试验和动力学模型拟合研究CaCO_(3)@ZL对酚酸的吸附特性。结果:改性过程成功地在沸石表面负载纳米碳酸钙制备出CaCO_(3)@ZL。CaCO_(3)@ZL相对于未改性的ZL对酚酸的吸附量提高了40.34%,在600 min达到吸附平衡;CaCO_(3)@ZL对酚酸的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,经过5次再生后CaCO_(3)@ZL对酚酸仍可以保持初次吸附量的80.39%。结论:CaCO_(3)@ZL对模拟蔗汁的吸附过程速率主要为多分子层吸附和化学吸附控制,CaCO_(3)@ZL具有良好的再生性能,可用于蔗汁中酚酸的去除。

多种晶型纳米碳酸钙制备及生长机理的研究进展

纳米碳酸钙作为一种通用材料,具有广泛的应用前景和市场需求,近年来备受关注。然而,由于纳米碳酸钙晶型的多样性,导致其在不同领域具备不同的应用潜力。因此,对不同晶型纳米碳酸钙的制备方法、生长影响因素及形成机制进行了深入研究,并且有目标地制备特定晶型产品已成为当前研究的焦点。首先概述了纳米碳酸钙结构,并总结了两种常见制备方法的优缺点和机理;其次重点阐述了晶型控制剂和制备工艺对纳米碳酸钙晶型调控方面的研究进展,并介绍了两种反应器能够增强溶液间微观混合效果,从而大幅提高整体反应效率;最后综述了纳米碳酸钙结晶过程同时受晶体成核和晶体生长共同控制。通过研究这两个结晶过程可以更好地理解内在机理,最终实现晶型和形貌的精确调控。

球形纳米碳酸钙的研究应用

球形纳米碳酸钙具有优异的分散性、流动性和反应活性,在新材料和大健康等领域展现出良好的发展潜力,但其合成与应用还面临诸多挑战,商品化和产业化发展滞后。本文论述了球形纳米碳酸钙的结构特征、合成方法与工艺,探讨了不同工艺方法的技术优势和发展瓶颈。最后,总结球形纳米碳酸钙在聚合物改性增韧、新材料制备、靶向医药担载等方面的应用进展,并对其亟待解决的问题进行分析。

有机硅密封胶用纳米碳酸钙的电阻率研究

通过碳化法合成纳米碳酸钙(NCC),考察了原料产地、晶形控制剂、表面处理剂种类及用量、工艺水质等对纳米钙电阻率的影响。研究结果表明:表面处理剂种类及用量对纳米钙电阻率的影响最为显著,原料产地次之,晶型控制剂和工艺水质影响较小。这是因为纳米钙颗粒吸附或夹杂的离子种类及浓度是影响纳米钙电阻率的主要因素。影响机理是:在电场作用下,由工艺引入的Na+、OH-通过纳米钙颗粒间形成的毛细管定向迁移和输送,发生贯通材料基体的离子隧穿,较高的浓度和摩尔电导率加剧了纳米钙电阻率的衰减;由原料引入Mg^(2+)、Fe^(2+)、Ca^(2+)以及CO_(3)^(2-)等离子浓度低,难以发生离子隧穿,只能溶解于微量自由水形成分布稀疏的“盐池”,依靠相互连接而迁移导电,对电阻率的影响较小。

低温碳化法制备高分散性纳米碳酸钙的研究

以石灰石为原料,采用低温碳化法制备了高分散性纳米碳酸钙。通过XRD、SEM、TEM等对纳米碳酸钙样品进行表征,考察了浆料比、碳化温度、CO_(2)通气速率、陈化时间、晶型控制剂对纳米碳酸钙粒径和分散程度的影响。研究结果表明,制备纳米碳酸钙的最佳工艺条件为:浆料比为5%,碳化温度为15℃,CO_(2)通气速率为200 mL/min,陈化时间2 h,并选用ZnCl_(2)为添加剂。在此条件下,制得晶粒尺寸为25~35 nm、分布均匀的立方体状纳米碳酸钙。结合Materials Studio对纳米碳酸钙的生长机理进行了分析,结果表明:碳酸钙的(104)和(116)2个晶面具有热力学稳定性,最终会成为顽强显露的晶面,促使生成立方体型纳米碳酸钙。

纳米碳酸钙改性沥青及其混合料老化性能试验研究

为改善沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗老化性能,本文以纳米碳酸钙为改性剂制备改性沥青,以针入度、针入度指数、运动黏度等试验指标确定了纳米碳酸钙改性沥青的最佳掺量及工艺参数,利用热重分析法对纳米碳酸钙改性沥青的高温稳定性、抗老化性能进行研究,通过车辙试验、半圆弯曲试验探究了不同老化周期下改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,纳米碳酸钙的掺量为3%时,其感温性能最优;纳米碳酸钙改性沥青的高温稳定性和耐老化性均优于70~#沥青;不同老化周期的纳米碳酸钙改性沥青混合料的抗车辙性能、抗弯拉性能均优于70~#道路石油沥青。

高分散性纳米碳酸钙的制备研究

纳米碳酸钙是指具有纳米尺度(1-100nm)的碳酸钙,其主要成分为超细粉(0.02-0.1μm)和超微粉(粒度≤0.02μm),是一类新型高端功能填料。它表现出了许多纳米材料所没有的特殊性质,例如体积效应和表面效应。随着国民经济的迅速发展,特别是在涂料和塑料等行业中,对纳米碳酸钙的需求会越来越大,而造纸行业的技术水平也在不断提高。近年来,尽管纳米碳酸钙的产能迅速发展,但其产品结构单一、功能不强,导致许多企业难以在市场上实现规模化生产。因此,探索合成高分散纳米碳酸钙的新途径,对于我国碳酸钙生产工艺的发展具有重要的理论和现实意义。

纳米碳酸钙生产项目环境影响分析实例

纳米碳酸钙是一种优良的填料,广泛应用于塑料、造纸、涂料、化学建材等行业。研究了以石灰石、无烟煤为主要原料煅烧生产氧化钙,碳化法生产纳米碳酸钙项目,在工程分析基础上,确定了该项目生产过程中主要产排污点及主要污染物,并依据相关环保政策及技术要求,提出了相应可行的环境污染防治措施,所有污染物均可实现达标排放及妥善处理处置,并提出了相关的建议。

纳米碳酸钙表面改性及在涂料中的应用研究

对纳米碳酸钙进行了表面改性，并对改性后的碳酸钙进行了表征，填充在涂料中，对涂料性能进行考察。改性后碳酸钙表面有机膜使碳酸钙呈亲油性，降低表面能使粒子不易聚集，填充于涂料中，其柔韧性、硬度。