CaCO3改性BaSO4復(fù)合材料的制備及性能表征

楊強(qiáng)，李燕怡，崔孝煒

(商洛學(xué)院化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省礦產(chǎn)資源清潔高效轉(zhuǎn)化與新材料工程研究中心，陜西商洛 726000)

硫酸鋇（BaSO4）是以天然重晶石為原料，經(jīng)過物理粉碎、高溫煅燒、化學(xué)浸取而制備的，因其光學(xué)性能佳、分散性好、粒徑可控等優(yōu)點(diǎn)，在造紙、涂料、高分子材料等行業(yè)具有廣泛應(yīng)用[1-4]。作為一種無機(jī)粉體填充劑，BaSO4粒子因內(nèi)聚能過高，在干燥過程中容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，從而使其性能降低[5]。因此，從開拓BaSO4應(yīng)用領(lǐng)域而言，需要對其進(jìn)行改性處理。BaSO4的改性方法主要分為物理機(jī)械法和化學(xué)改性法兩大類，化學(xué)改性法因改性劑種類豐富、選擇性高、改性條件簡單而受到廣泛關(guān)注[6-8]。目前，常用的化學(xué)改性法包括偶聯(lián)劑改性法[9]、表面活性劑改性法[10]、復(fù)合改性劑改性法[11]、表面沉積改性法[12]、無機(jī)物包覆改性法[13]。

表面沉積改性法通過吸附、接枝等作用在BaSO4表面形成包覆層，并利用包覆層無機(jī)物的排斥作用，以此改善BaSO4粉體的分散性、沉降性。王新星等[14]利用酸性水解法在BaSO4表面形成SiO2包覆層，并研究了其包覆機(jī)理。結(jié)果表明，SiO32-在酸性條件下逐步解離，Si—O則以二聚體的形式沉積在BaSO4表面，以此提高BaSO4復(fù)合材料的分散性。因此，利用表面沉積法在BaSO4表面形成一層無機(jī)物包覆層，可以有效改善BaSO4的性能。

本研究以商洛市BaSO4粉體為原料，利用CaCO3為改性劑，采用表面沉積法對BaSO4進(jìn)行包覆改性，研究反應(yīng)溫度、改性劑濃度對BaSO4的包覆效果、粒徑分布、沉降時間、活化度的影響，以此討論其分散性的改善效果。……