【技術】哪種晶形的納米碳酸鈣最適合矽酮密封膠？
2024年粉體表面改性技術高級研修班將於2024年4月13日-14日在江蘇南京舉行，報名請關注V信公眾號「粉體技術網」，涉及非金屬礦粉體企業：碳酸鈣，矽微粉，滑石，重晶石，矽灰石，高嶺土，膨潤土，白雲石，石灰石，矽灰粉，雲母，硅藻土，海泡石，電氣石等；功能性粉體企業：氫氧化鎂，氫氧化鋁，氧化鋁，鈦白粉，白炭黑，氧化鐵紅，珠光雲母，導熱填料，氧化鋅，粉煤灰，碳化矽，玻璃微珠，納米粉體等；藥劑和設備企業；粉體填料應用企業；其他需要粉體表面改性的企業。
矽酮密封膠的主要組分一般包括基礎聚合物（有機聚矽氧烷，簡稱107膠）、填料、增塑劑、交聯劑、催化劑和功能性添加劑等，這些組分的結構和組成都會對矽酮密封膠的性能產生影響。
其中，作為矽酮密封膠產品主要填料的納米碳酸鈣，在多數配方體系中質量占比最高，因而對矽酮密封膠產品性能的影響也尤為顯著。研究表明，納米碳酸鈣在矽酮密封膠體系中不僅可以填充增容，還能發揮一定補強作用，直接影響矽酮密封膠力學性能和應用表現。
納米碳酸鈣的晶形應與矽酮密封膠的生產配方、製品的加工技術及設備條件相適應，一般地講，立方體、菱形六面體、立方體部分呈鏈鎖狀晶形的適應性比較廣泛。
田偉等人採用加壓鼓泡碳化及高剪切乳化改性工藝合成出晶粒大小相當、晶體形狀不同的納米碳酸鈣，並以其為填料製備單組分脫醇型矽酮密封膠，探究了納米碳酸鈣晶體形狀對矽酮密封膠力學性能的影響以及作用機制。
1、納米碳酸鈣合成
將濃度95~110g/L的氫氧化鈣漿液冷卻到工藝溫度（≤30℃），根據目標晶形選擇加入不同晶形導向劑，攪拌均勻後加入小型加壓鼓泡碳化塔。氫氧化鈣漿液為連續相，凈化冷卻後的石灰窯窯氣（二氧化碳含量35%左右）為分散相，在高剪切乳化泵作用下促進氣、液、固三相傳質和碳酸化反應，同時，藉助熱電偶、電導率儀和pH計監測碳酸化反應進程。當pH接近7.5，電導率值達到谷值又再次上升時，碳酸化反應結束。將碳化得到的納米鈣熟漿，泵入改性罐中並加熱至75℃，根據固含量和BET數據，加入1.05倍理論計量的復合改性劑進行高剪切乳化改性，持續50min後完成改性，改性漿液保溫陳化12h後，經壓濾、乾燥和氣流粉碎後得到納米碳酸鈣粉體。
2、試驗結果
（1）納米碳酸鈣晶體形狀對於矽酮密封膠製品的性能具有顯著影響，作用機理可能是晶形影響了碳酸鈣顆粒在矽酮膠體系中的分散程度、體相密度以及空間位阻，產生與107分子鏈不同的作用方式與作用力強弱，進而影響了矽酮密封膠的密度、固化速率、硬度及拉伸強度等力學性能。
（2）不同晶形的納米鈣對於矽酮密封膠的補強效果不同，球形和立方體形納米鈣適於製備硬度小、拉伸強度適中和彈性恢復率較高的矽酮膠製品；而紡錘形和針形納米鈣適於製備硬度大、拉伸強度高、尺寸穩定性高的矽酮膠製品。
（3）不同晶形的納米碳酸鈣可以復配得到填充性能更為均衡的納米碳酸鈣產品，這為改良納米碳酸鈣產品以及提升矽酮膠製品性能提供了一個新的思路。
資料來源：《田偉,汪麗紅,周寒等.納米碳酸鈣晶體形狀對矽酮密封膠性能的影響[J].科技創新與應用,2023,13(04):63-66》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請註明出處！