无机粉体碳酸钙改性实验装置图

① 纳米碳酸钙的改性方法有哪些

纳米碳酸钙的制备方法有物理法和化学法。物理法即对碳酸钙含量高的天然石灰石、白垩石进行机械粉碎而得到碳酸钙产品的方法。但是用粉碎机粉碎到1μm以下是相当困难的，只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。所以工业上以化学法为主。

纳米碳酸钙是采用无机非金属矿石灰石为原料合成的重要无机盐新产品，是20世纪80年代发展起来的一种新型超细化固体材料。其粒径在1~100nm之间，粒径小，活性好。

不同形态的超细碳酸钙的制备技术已成为许多先进国家开发的热点。纳米碳酸钙的制备方法有物理法和化学法。物理法即对碳酸钙含量高的天然石灰石、白垩石进行机械粉碎而得到碳酸钙产品的方法。但是用粉碎机粉碎到1μm以下是相当困难的，只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。所以工业上以化学法为主。化学法又分为碳化法和复分解法。

碳化法

碳化法是纳米碳酸钙的主要生产方法。将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窑气。使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入CO2气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。

按照碳化过程中CO2气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，可将碳化法分为间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法和超重力碳化法，以及在间歇鼓泡碳化法基础上改进的非冷冻法。

间歇鼓泡碳化法

间歇鼓泡碳化法是将Ca(OH)2浆液降温到25℃以下，泵入碳化塔，保持一定液位，在塔的底部向塔内通CO2和空气的混合气体进行碳化反应，间歇制备纳米级碳酸钙。

该法投资少，易于转化，为国内外大多数厂家所采用。但是这种方法生产效率低、气液接触差、碳化时间长、粒径粗且不均匀。

间歇鼓泡法制备纳米碳酸钙的工艺流程图

连续喷雾碳化法

喷雾碳化法是将石灰乳用喷头喷成雾状，从塔顶喷下，将一定浓度的CO2以某一速度从塔底上升，与雾状石灰乳发生反应。对于连续喷雾碳化，则重复进行以上过程，最后可获得粒径小于0.1μm的纳米碳酸钙。

该法生产纳米碳酸钙效率高，经济效益可观，并能实现连续自动大规模生产，另外，具有很高的科学性和技术性。但设备投资较大。

超重力碳化法

超重力碳化法是利用旋转造成一种稳定的、比地球重力加速度高的多的超重力环境，极大地增加气液接触面积，强化气-液之间的传质过程，从而提高碳化速度。同时，由于乳液在旋转床中得到高度分散，限制了晶粒的长大，即使不添加晶形控制剂，也可以制备出粒径为15~30nm的纳米碳酸钙。

非冷冻法

非冷冻法制备纳米碳酸钙技术与其他制备技术的区别在于：采用间歇鼓泡式碳化法，在不改变装置设备的情况下，通过陆续加入配置的多种分散剂的方法，在碳化塔内与浆液一起反应，取消了冷冻系统，减少了能耗，降低了生产成本。

复分解法

复分解法是指将水溶性钙盐(如氯化钙)与水溶性碳酸盐(如碳酸铵或碳酸钠)，在适宜条件下反应而制得碳酸钙的方法。这种方法可通过控制反应物浓度及生成碳酸钙的过饱和度，并加入适当的添加剂，得到球形的、粒径极小、比表面积很大、溶解性很好的无定形碳酸钙。但吸附在碳酸钙中的大量氯离子很难除尽，生产中使用的倾析法往往需要大量的时间和洗涤用水。

② 碳酸钙表面改性选择设备应该注意哪些问题

根据碳酸钙粉体表面改性的机理及工艺等，在选择表面改性设备时应考虑满足以下几点要求：
（1）表面改性设备能将粉体加热到120℃，并能在90℃--120℃之间保温，加热和保温时间能够自动控制。
（2）要有排气装置，可将表面改性时需排除的水以蒸汽方式排出。
（3）碳酸钙粉体在表面改性中应处在高速动态的状态下。
（4）表面改性设备应满足表面改性剂分加的要求。
（5）为解决表面改性中产生的假团聚体和硬团聚体，一定要进行有效的分级，应用专用的分级设备进行配套。
上海浦东有一家专业做改性机的叫甲浦瑞，有需要的可以联系。

③ 纳米碳酸钙表面改性工艺有哪些表面改性的必要性有哪些

纳米碳酸钙是一种功能性无机填料，广泛应用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、胶粘剂、密封胶等领域。

④ 重质碳酸钙表面改性技术及设备有哪些

用方解石及白垩等加工的重质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，未经表面处理的重质碳酸钙与高聚物的相容性较差，容易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。随着用量的增加，这些缺点更加明显。因此，为了改进重质碳酸钙填料的应用性能，必须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。

重质碳酸钙的表面改性主要是通过添加表面改性剂对其进行表面化学处理。采用的表面改性剂主要是：硬脂酸（盐）、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、无规聚丙烯、聚乙烯腊等。

表面改性要借助设备来进行。常应的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机（图1）、高速加热混合机（图2）以及涡流磨和流态化改性机等。

重质碳酸钙的一般改性工艺流程如图3所示。碳酸钙经干燥后（水份含量较低的干粉也可不进行干燥）给入表面改性机，同时加入一定量的表面改性剂，作用一定时间后即得表面改性后的活性重质碳酸钙。

影响重质碳酸钙表面改性效果的主要因素是：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主要取决于表面改性机。

表面改性剂配方是重质碳酸钙表面改性的关键技术。选择表面改性剂配方首先要考虑改性重质碳酸钙的应用体系，其次要考虑重质碳酸钙的粒度大小、分布特性及比表面积，还要考虑表面改性剂的成本。

配方确定以后，还要选择好表面改性设备。好的表面改性设备应具备以下基本工艺特性：

①对粉体及表面改性剂的分散性好

②粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等

③改性温度可调

④单位产品能耗低

⑤无粉尘污染

⑥操作简便、运行平稳

图2 高速加热混合机

1-回转盖；2-混合机；3-折流板；4-搅拌叶轮；6-驱动电机；7-机座

表面改性具体工艺流程图可以到中国粉体技术 网上看看

⑤ 碳酸钙表面改性方法有哪些以及常用改性剂探究有哪些

碳酸钙是一种白色粉末，无味无臭的化合物，它有很多俗称，像灰石、石灰石、大理石等等。 碳酸钙不溶于水，但是却溶于像盐酸等这样的酸，溶解在酸中会放出大量的气体。 碳酸钙在地球上很常见，不仅存在动物的骨骼或者外壳中，也存在于方解石、 大理石等岩石中。 碳酸钙有无定型和结晶型两种形态，碳酸钙是一种无机化合物，也是一种粉末产品。 碳酸钙凭借着价格低廉、无毒无味、白度高、硬度好等特点在橡胶和塑料生产过程中广泛用作填料碳。 据统计，在塑料制品制造过程中无机填料大部分是碳酸钙，约占填料用量的 70%。 碳酸钙分为天然矿石粉碎而得的重质碳酸钙（ GCC） 和经过化学过程生产的沉淀碳酸钙（ PCC） 。 因 PCC 的生产工艺复杂且昂贵，同时会带来环境污染，今后的发展趋势是更多的使用 GCC 代替 PCC。
通常未经过改性的 GCC 具有亲水性表面，然而其与极性有机聚合物的亲和性较差， 在基料中易造成分散的不均匀或积聚现象，从而导致填料与聚合物之间产生相异界面，这种缺陷容易产生应力集中现象， 以致填充复合材料机械力学性能下降，发生断裂现象

⑥ 现有一包固体粉末，可能由CaCO3、CaO、Na2CO3中的一种或几种组成．为确定其组成，进行了如下图所示的实验

（1）将白色粉末加入足量水后产生白色沉淀，可知该白色沉淀应该为碳酸钙，得到的无色溶液能够和稀盐酸反应生成气体，可以知道在固体粉末中一定含有碳酸钠，从而可以判断在X溶液中一定含有氯化钠；
（2）根据（1）的解答可以知道，在混合物中一定含有碳酸钠，而白色沉淀碳酸钙可能是混合物中含有的，结合氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙这一知识点，可以判断白色沉淀也可能是碳酸钠与氢氧化钙发生了反应而生成的，所以碳酸钙和氧化钙都为可能含有的物质，所以它可能的组合为：①碳酸钠，氧化钙； ②碳酸钠，碳酸钙； ③碳酸钠，氧化钙，碳酸钙等三种可能的组成．
故答案为：
（1）CaCO₃；NaCl；
（2）Na₂CO₃；Na₂CO₃、CaO/Na₂CO₃、CaCO₃、CaO/Na₂CO₃、CaCO₃．

⑦ 碳酸钙粉体表面改性的机理是什么，哪种表面改性剂合适

碳酸钙粉体表面改性原理：用碳酸钙改性剂对碳酸钙粉体进行改性时，由于碳酸钙是无机物，它和粉体改性剂的亲水基有很大的亲和力，它们之间进行类似化学键这样的化学结合，亲油基就定向于碳酸钙微粒的表面，形成一层单分子膜，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面作用。这就是活性碳酸钙生产的基本原理，这样处理过的填料已由亲水性变 为亲油性，对树脂一类的有机物有良好的亲和力，从而提高制品的各项应用性能。当然所有的产品还是要经过试验才能确定是否可用的，实践才是检验产品是否可行的标准。我们澳达的碳酸钙改性剂经得起检验，选择澳达环保新材料，您不会失望的。

⑧ 如何用红外光谱判断无机粉体的改性效果

能具体一点说一下是什么无机粉体、如何改性吗？
一般来说，如果改性之后，样品会有一些官能团的接入、化学键的改变等等，而这些都会在红外光谱上体现出来，有了一定的针对性后，只要测试改性后的样品是否有这种红外特征，就可以判断是否改性了。

⑨ 现有一包固体粉末，可能由CaCO3、CaO、Na2CO3中的一种或几种组成．为确定其组成，进行了如图所示的实验（

（1）在白色粉末中能产生白色沉淀，可知该白色沉淀应该为碳酸钙，又得到的无色溶液能够和稀盐酸反应生成气体，可以知道在固体粉末中一定含有碳酸钠，所以可以判断，碳酸钙可能是原混合物中含有的，也可能是氧化钙与水反应后生成的氢氧化钙和碳酸钠反应生成的，所以它的可能的组合为：①碳酸钙、碳酸钠、氧化钙；②碳酸钠，碳酸钙；③碳酸钠、氧化钙等三种可能的组成；
（2）根据（1）的解答可知X溶液为氯化钠溶液其质量为：200g×5.85%=11.7g，根据题意结合化学方程式，可以求出与盐酸反应的碳酸钠的质量为10.6g，进而可以判断出该固体粉末的组成为：CaCO₃、CaO、Na₂CO₃ ，进而可以判断若白色沉淀质量小于10g，则原混合物的组成为氧化钙和碳酸钙，计算过程如下：
解：设碳酸钠的质量为x，则：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106117
x11.7g

106

x

＝

117

11.7g

解得x=10.6g
这里我们求得的只是和盐酸反应的碳酸钠，总质量为20g，所以假如白色沉淀是固体粉末中的，则只有20g-10.6g=9.4g，而题目中得到的白色沉淀的质量是10g，也就是说白色沉淀并不是完全来自于原固体粉末中，而是有一部分是反应中生成的，即氧化钙和水反应生成了氢氧化钙，而氢氧化钙又和碳酸钠反应生成了碳酸钙沉淀，从而可以判断在混合物中含有氧化钙．
故本题答案为：（1）CaCO₃； Na₂CO₃；3；
（2）11.7；CaCO₃、CaO、Na₂CO₃；CaCO₃、CaO．

⑩ 超细粉体表面改性方法，原理及设备有哪些

1 超细粉体表面改性方法（粉体技术网）
表面改性的方法很多，分类方法依分析问题的角度不同而异。小石真纯和刘雪东等提出的基于改性工艺性质分类方法有其独特之处，其将粉体表面改性方法分为6类, 即：表面包覆改性、表面化学改性、机械力化学法改性、胶囊式改性、高能改性、沉淀反应改性。
1.1 表面包覆改性
表面包覆改性是表面改性剂与粒子表面无化学反应，包覆物与粒子间依靠物理方法或范德华力而连接，该方法几乎适用于各类无机粒子的表面改性。此方法主要利用无机化合物或有机化合物对粒子进行表面包覆，减弱粒子的团聚作用，而且由于包覆物而产生了空间位阻斥力，使粒子再团聚十分困难。用于包覆改性的改性剂有表面活性剂、超分散剂、无机物等。
赵海燕等以酒石酸作为表面活性剂， 研究对SiC料浆流动性能的影响。结果表明：酒石酸的用量对碳化硅粉体表面活性的影响有很大程度的差别。一般情况下，酒石酸在用量为0.05%时，对碳化硅表面改性作用最好。
胡圣飞等使用聚酯超分散剂改性纳米碳酸钙并用增塑剂的糊粘度来表征填料纳米碳酸钙在树脂中的流动性和分散性的好坏，体系的粘度越小则改性效果越好，经改性的纳米碳酸钙的糊粘度大幅度降低。
陈飞跃等用超分散剂对炭黑进行改性，结果表明，超分散剂的加入明显改善了体系的分散性能, 在最佳分散剂含量下，体系具有高流动度、低粘度、小触变性等性质。
岳林海等在碳酸钙表面包覆无机二氧化硅层，可使其在一定程度上具有二氧化硅的性质，表面光滑度、白度、耐酸性、分散性、比表面积等都有较大的提高，能大大改善碳酸钙的应用性能。
Prabhakaran等研究了氢氧化铝包覆SiC粉体的表面改性。在铝的覆盖率为0.1mg/m2 时，SiC粉体表现出类似氧化铝的分散特性，zeta电位明显改善;当覆盖层铝增大到一定值时，悬浮液的流变性能降低。聚乙烯亚胺(PEI)表面改性可以提高SiC粉体的流动性能，改性后的颗粒尺寸均匀，形状多为球状。调节pH， 改变聚乙烯亚胺和SiC颗粒表面的结合方式，聚乙烯亚胺吸附到SiC颗粒表面， 增加了颗粒之间的静电排斥能，有助于提高SiC颗粒表面的分散性和流动性。

1.2 表面化学改性
表面化学改性通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。Shirai等利用无机颗粒表面的羟基基团，在Si､TiO2 和白炭黑等超细粒子表面接枝上具有引发聚合反应作用的基团，然后用这些基团引发乙烯基在粉体表面发生聚合反应，有效提高了超细粉体在有机介质中的分散性。
李玮等在研究炭黑颗粒表面接枝丙烯酸中发现，在一定条件下，丙烯酸单体可以直接接枝在炭黑颗粒表面，从透射电镜观察中发现，由于接枝上去的聚丙烯酸长链含有离子亲水基团，在水介质中能较好地伸展空间位阻屏障作用，阻止了炭黑粒子的再聚集，使得炭黑粒子分散均匀、分散稳定性增加。
Boven等和Tsubokawa等分别在二氧化硅表面引入偶氮基团和过氧基团引发甲基丙烯酸甲酯进行接枝聚合。章文贡等利用自制的铝酸酯偶联剂对碳酸钙粉末进行表面改性，改性后碳酸钙的吸湿性、吸油量降低，粒径变小，在有机介质中易分散，热稳定温度大于300℃。

1.3 机械力化学改性
机械力化学改性指的是通过粉碎、磨碎、摩擦等机械方法，使矿物晶格结构、晶型等发生变化, 体系内能增大，温度升高，促使粒子溶解、热分解、产生游离基或离子，增强矿物表面活性，促使矿物和其他物质发生反应或相互附着，达到表面改性目的的改性方法。
王栋知等研究了重钙在介质搅拌磨中的表面改性过程，结果表明，介质搅拌磨中机械化学作用对重钙改性起着积极的作用，并使得重钙粒度减小、比表面积增大。在此作用下,，AA､AS(两种改性剂 国内产)药剂均在重钙表面发生化学吸附，实现了磨料与改性同时进行，起到分散与助磨作用。
丁浩、卢寿慈以硬脂酸钠为改性剂，研究了在搅拌磨中湿法超细研磨碳酸钙颗粒的同时进行表面改性，研究表明，湿法超细研磨过程中的机械力化学效应有利于颗粒表面改性，且改性效果受研磨细度、料浆浓度、pH、料浆温度以及研磨力的影响，其中以研磨力的影响最为重要。
顾华志等将一定质量比的CaCO3和Ca(OH)2在行星式球磨机中进行研磨，实现Ca(OH)2对CaCO3的包覆和活化，提高了CaCO3分解形成的CaO的抗水化性，得到性能良好的耐火材料。

1.4 胶囊式改性
胶囊式改性是在粉体颗粒表面上覆盖均质而且有一定厚度薄膜的一种表面改性方法。Rong等用聚苯乙烯对Al2O3 ､SiO2包覆过的TiO2复合粒子进行了胶囊化，有效提高了该物质的吸光率及稳定性。
朱立群等采用原位聚合法制备了种微胶囊以有机硅树脂和陶瓷纤维为囊芯材料,聚乙烯醇为囊材以有机硅树脂和细粉混合体为囊芯材料, 聚乙烯醇为囊材。将含有有机硅树脂具有液体流动性和较好的热稳定性等物质的微胶囊复合进溶胶-凝胶膜层中, 通过微胶囊中的液体修复微裂纹的作用而达到提高溶胶-凝胶复合膜层性能的目的。

1.5 高能改性法
高能改性法是利用等离子体或辐射处理等引发聚合反应而实现改性的方法。有研究表明：低温等离子体处理对玻璃纤维-环氧树脂复合材料性能有一定的影响，玻璃纤维放入等离子体发生器内处理时，随着处理时间的延长，玻璃纤维的质量损失由0.28%增至0.82% 。
这是由于等离子体中的高能离子对纤维表面所引起的刻蚀作用所致。由于粗糙度增大，新生表面积增大， 某些极性基团能更好的暴露，故其对偶联剂的吸附量大为增加。这必然改善纤维与环氧树脂的润湿性，从而提高了界面粘结和复合材料的力学性能。利用等离子体进行粉末的表面改性已应用于炭黑的氧化处理。用等离子体处理高聚物以改变其表面性质的研究已有不少报道，例如聚乙烯经氦等离子体处理。

1.6 沉淀反应改性
沉淀反应法是向含有粉体颗粒的溶液中加入沉淀剂， 或者加入可以引发反应体系中沉淀剂生成的物质，使改性离子发生沉淀反应，在颗粒表面析出，从而对颗粒进行包覆。沉淀法主要可分为直接沉淀法、均匀沉淀法、非均匀形核法、共沉淀法、水解法等。
刘永峙等在片状铝粉表面包覆一层ZnS，制备出的复合粒子Al/ZnS保持了Al粉的红外低发射率并同时遮盖其金属光泽，有利于兼容可见光伪装。
张从容等在氢化钛表面均匀地包覆了一层SiO2 ，制备出复合型发泡剂, 有效延迟了核物质的释氢时间。

2 表面改性设备
粉体表面改性设备，主要担负3项职责：一是混合；二是分散；三是表面改性剂在设备中熔化和均匀分散到物料表面，并产生良好的结合。我国粉体表面改性设备大多数是从化工机械中借用过来的，因而并不能很好地完成改性任务。而专用粉体表面改性设备的开发始于20世纪90年代后期。
目前表面改性机主要有:
(1)PSC系列粉体表面改性机。PSC系列粉体表面改性机是表面化学改性的专用设备，它具有设计先进、科学、能连续生产、产量高、能耗低、自动化程度高、工人劳动强度低、无粉尘污染、且表面改性剂用量少、包覆率高等特点。
(2)复合式粉体连续改性系统。复合式粉体连续改性系统是引进日本技术经消化、吸收生产的新型表面改性设备， 适用于年产3000 ~ 5000 T改性粉体的企业。其主要特点：连续运行、改性均匀、 节约了药剂；采用导热油加热，可避免自摩擦升温慢和电能的浪费；密封性好，无粉尘污染。
(3)SLG型三筒连续粉体表面改性机。该改性机是引进瑞典AGMW公司三筒高速强烈混合表面改性机(HSTP-3/ 1000而研制的)，定名为SGL型三筒连续粉体表面改性机。该改性机连续生产、自动加料、操作简单、处理能力大， 特别适合用硬脂酸类、各种偶联剂等对碳酸钙、滑石、云母、高岭土、石英、硅灰石等非金属矿物填料进行连续表面改性处理。
(4)半自动强烈混合改性机组。半自动强烈混合改性机组的最大特点是利用电子秤全自动计量， 使高速混合机的加料实现了远距离自动操作，大大降低了人工劳动强度和人工计量不准的偏差，同时设备间采用密封的管道联接，防止粉尘污染。超细粉体高冷搅机组改性机超细粉体新型高冷搅机组改性机已经生产出2L+6L实验室机组。
表面改性设备的发展趋势是：在设备结构优化(适用性广、分散性能好、粉体与表面改性剂的作用机会均等、改性温度和停留时间方便调节、单位产品能耗和磨损应降低、无粉尘污染等)的基础上采用先进计算机技术和人工智能技术对主要参数和改性剂用量进行在线自动调控，以实现表面改性在颗粒表面的单分子层吸附、减少改性剂用量、稳定产品质量和方便操作。