加压碳化法制备微纳米棒状碳酸钙

王 爽燕溪溪苏 晴黎晨欣申韬艺肖容慧王利军

(1.上海第二工业大学 环境与材料工程学院,上海201209;2.宁波聚才新材料科技有限公司,浙江宁波315311;3.复旦大学 聚合物分子工程国家重点实验室,上海200433)

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在自然界中,碳酸钙(CaCO3)是一种来源广泛、性质稳定、相容性较好的生物矿石,也是一种非常重要的无机粉体产品,如今被广泛应用于多种化工行业,例如塑料、日化品、造纸行业等[1-3]。纳米CaCO3是一种多晶、超细粉体,其特征尺寸小于0.1µm,将其用作填料可以获得高强度的复合材料,因其具有较高的市场需求而备受学者的关注[4-6]。研究表明,CaCO3的形貌主要有球状、棒状、片状等,CaCO3形貌的差异对其复合材料的相容性、热力学性能以及应用领域具有重要影响。例如球形CaCO3因其结构简单、体积小等特点,在油墨等领域得到应用;片状CaCO3因其良好的分散性能作为填料应用于塑料行业;立方状或连锁状的CaCO3则在橡胶行业有所应用[7-12]。因此,深入探究CaCO3的合成工艺条件,对开发我国石灰石资源有着重要意义。

加压碳化法因其具有多方面的优势以及较广的应用领域,越来越受到人们的重视。在超临界状态时,CO2黏度较低,扩散性较高,可以通过调节温度和压力改变其黏度和介电性能[13-15]。加压CO2不仅增加了碳化反应物的浓度,而且降低了碳化反应体系的黏度,从而加强了碳化反应体系气液相际间的转移。通过加压CO2制备粒径均一,形貌规整的微纳米CaCO3,在一定程度上减轻了我国微纳米CaCO3生产技术落后的压力,缓解了中高档产品对进口的依赖等问题,同时对拓宽CaCO3工业生产途径具有重要意义和较强的应用前景[16-17]。……