羧甲基葡聚糖的快速沉降法阻垢特性研究

工业循环冷却水中的碳酸钙污垢一直是困扰工业生产者的重要问题,使用快速沉降法（FCP）研究了不同浓度的羧甲基葡聚糖对于碳酸钙污垢的抑制作用。控制溶液中的钙离子浓度为200 mg/L,羧甲基葡聚糖的浓度分别为0.5、1、2和4 mg/L时,对羧甲基葡聚糖的阻垢性能进行分析。结果表明,羧甲基葡聚糖对于减缓碳酸钙的成核过程有明显效果,此外,它也显著降低了碳酸钙成核后晶体的生长速率。当羧甲基葡聚糖的浓度为4 mg/L时,羧甲基葡聚糖对于碳酸钙的成核及晶面生长起到了完全抑制的作用,对于工业应用中碳酸钙的防垢处理,提升换热效率具有借鉴意义。     

不同形貌碳酸钙的制备及其对PVC薄膜力学性能的影响

选用偏钒酸铵、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、焦磷酸钠十水和聚乙烯吡咯烷酮作为碳酸钙形貌控制剂,以氯化钙和碳酸钠为原料,用氯化法制备得到了片状、菱形、棒状、球状和立方体状5种不同形貌碳酸钙微粒,并研究不同形貌碳酸钙颗粒形态对软质聚氯乙烯（PVC）薄膜力学性能的影响。结果表明,不同形貌碳酸钙均提高了PVC薄膜的力学性能,PVC薄膜拉伸强度和断裂伸长率均提高显著;其中,棒状形貌碳酸钙对PVC薄膜力学性能的提高效果最好,拉伸强度达到了27.11 MPa;菱形碳酸钙改性PVC薄膜的断裂伸长率最高,为98.23 %。     

柠檬酸钠对纳米碳酸钙结晶的影响

用石灰乳液碳酸化法制备纳米碳酸钙,在不添加任何添加剂的条件下制备出平均粒径为40 nm的立方状方解石型碳酸钙,以柠檬酸钠为添加剂,制备出最大长径比为9的链状方解石型碳酸钙。利用SEM,TEM和XRD分析手段,研究了柠檬酸钠及其加入量对碳酸钙产品颗粒形貌和结构的影响。柠檬酸钠用量为氢氧化钙质量的2%,进行碳酸化反应,在制得的长径比为9的链状碳酸钙悬浮液中,连续补加同质量分数的石灰乳,同时控制二氧化碳的通入速度,继续碳酸化,得到类似雪花状和链状两种形态同时存在的碳酸钙产品。     

仿生碳化中天冬氨酸对碳酸钙晶型和形貌的影响

采用天冬氨酸(Asp)作为晶型诱导剂,采用碳化法合成了球霰石型碳酸钙。研究了二氧化碳通气速率、反应温度、天冬氨酸浓度对碳酸钙晶型和形貌的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪分析了产物的晶型特征。结果表明,二氧化碳通气速率对碳酸钙的晶型几乎没有影响,仅影响颗粒的形貌,其中球霰石物质的量分数达到95%,团聚颗粒尺寸随着二氧化碳通气速率的增加而增大;反应温度对碳酸钙晶型的影响较小,对颗粒的形貌、尺寸没有影响,在低温段(20℃)形成的球霰石物质的量分数约为96%,随着温度升高至60℃球霰石物质的量分数降低至87%;天冬氨酸的浓度显著影响碳酸钙的晶型,天冬氨酸浓度越低球霰石含量越低,并且碳酸钙颗粒的形貌由球形逐渐转变为针状,其尺寸也逐渐减小。研究结果对球霰石型碳酸钙的工业化生产提供了较好的借鉴。     

聚天冬氨酸共聚物的合成研究

以马来酸酐、氨、多元羧酸为原料,合成了聚天冬氨酸(PASP)共聚物。讨论了相对分子质量、共聚物用量对阻垢性能的影响,研究了PASP共聚物对纳米碳酸钙的分散性能。结果表明,相对分子质量范围为2000～4000的PASP共聚物的阻垢性能优异,药剂用量为2mg／L时,对碳酸钙的阻垢率达到99．8％;PASP可作为纳米碳酸钙的分散剂,其最佳用量为碳酸钙质量的2％～3％。     

FBRM在线研究三水碳酸镁在电解质溶液中的二次过程

实验采用聚焦光束反射测量仪(FBRM)在线监测三水碳酸镁在电解质溶液中颗粒弦长和弦粒数变化趋势,结合扫描电镜(SEM)和粉末晶体衍射(XRD)表征形貌和晶型,考察了介质对三水碳酸镁二次过程的影响。实验结果表明:在NaCl和Na2CO3溶液中二次过程不显著,对三水碳酸镁形貌和尺寸无明显影响;在MgCl2溶液中三水碳酸镁尺寸增大。理论计算表明,对于三水碳酸镁的二次过程,Ostwald熟化可以忽略,结合MgCO3.3H2O特定晶体结构和产物形貌分析,表明MgCl2可以促进三水碳酸镁的聚结,使颗粒形成束状形貌;实验条件下颗粒弦长增长率达到20%以上,并且随氯化镁浓度的升高先增大后减小。三水碳酸镁聚结主要是弦长20μm以下颗粒的行为,聚结使得20μm以上颗粒数量和尺寸增加。     

微生物水泥的胶结过程

采用生物显微镜、扫描电镜和荧光显微镜研究了微生物水泥在松散砂颗粒间形成胶结物碳酸钙的过程。结果表明:微生物水泥在1.0 h之内便会在松散砂颗粒之间形成胶结物碳酸钙,该胶结过程大约持续到5.0 h,继续延长时间,则对胶结效果影响较小;微生物水泥中的微生物首先吸附在松散砂颗粒表面,然后再与反应液在松散砂颗粒表面发生化学反应形成胶结物碳酸钙。随着松散砂颗粒间胶结物的增多,松散砂颗粒便逐渐胶结成为整体。     

碳酸钙疏水改性及性能表征

采用单一改性剂油酸、硬脂酸、二甲基硅油及复合改性剂对碳酸钙颗粒进行疏水改性。介绍了改性碳酸钙的作用机理。探讨了改性剂种类和加入量对碳酸钙颗粒表面疏水程度的影响,并通过活化度表征疏水程度。采用红外光谱仪表征改性前后碳酸钙的结构,说明改性剂被引入到了碳酸钙颗粒表面上;采用Zeta电位仪测定改性前后碳酸钙随pH变化的Zeta电位,得知改性碳酸钙的Zeta电位受pH影响比较大;采用激光粒度仪测定改性前后碳酸钙的粒径,得知改性碳酸钙比未改性碳酸钙的平均粒径小,且其分散稳定性要优于未改性碳酸钙。该研究也提供了随改性剂种类和加量变化来调整颗粒表面疏水程度的方法,有一定实际意义。     

碳酸钙对PVC增塑糊黏度及稳定性的影响研究

采用振动黏度计系统研究了碳酸钙粒径大小、含量及颗粒形貌对环保聚氯乙烯（PVC）增塑糊黏度及稳定性的影响规律。结果表明,用4.5um碳酸钙配制的增塑糊初始黏度最大,且黏度稳定性最差;固定PVC树脂为100份时,随碳酸钙含量的增加,增塑糊的初始黏度增大,黏度稳定性降低;固定PVC和碳酸钙粉体总量为120份时,随碳酸钙含量的增加,增塑糊的初始黏度减小,黏度稳定性升高;用规则菱形碳酸钙配制的增塑糊黏度相对较小,用棉絮状碳酸钙配制的增塑糊黏度相对较大,且黏度稳定性最差。     

新型阳离子絮凝剂的制备及其应用

研究了由丙烯酰胺（ＡＭ）和聚２－羟基丙基二乙基氯化铵（ＰＱＣ）的水溶液聚合制备阳离子型聚季铵盐丙烯酰胺阳离子接枝共聚物（ＰＱＡＡＣ）及其对制糖废水的絮凝作用,探讨了聚合工艺参数对ＰＱＡＡＣ相对分子质量的影响,讨论了絮凝剂用量、相对分子质量和体系ｐＨ值对絮凝效果的影响。结果表明,ＰＱＡＡＣ对制糖废水的处理具有较好的效果。     

氯化镁-氢氧化钠复合添加剂制备文石型碳酸钙

采用碳化法,使用氯化镁和氢氧化钠复合添加剂,制备含文石相的沉淀碳酸钙。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）对产物的晶型和形貌进行表征。讨论了氢氧化钠添加比例、氢氧化钙浓度以及碳化反应温度等工艺条件对实验结果的影响,并分析了过程的反应机理。结果表明：产物中的文石相来自于碳酸钙在氢氧化镁沉淀上的异相成核和生长,方解石相来自于碳酸钙在溶液中的均相成核和生长;氢氧化钠的加入降低了溶液中碳酸钙的过饱和度,抑制了均相成核过程,降低了氯化镁的添加比例。在碳化反应温度为30 ℃、氢氧化钙浓度为1.7~ 2.0 mol/L、氢氧化钠与氯化镁物质的量比为2.6条件下,对文石型碳酸钙的生成较为有利。     

球形碳酸钙的控制合成研究

以硼酸为控制剂,氯化钙和碳酸钠为原料,采用共沉淀法制备了方解石型碳酸钙球形晶体。研究了控制剂浓度、反应温度、反应时间、反应物浓度等因素对碳酸钙粒径和形貌的影响。结果表明：在硼酸浓度为0.4 mol/L、氯化钙浓度为0.1 mol/L、20 ℃饱和碳酸钠溶液滴速为4.9 mL/min、反应时间为60 min、陈化时间为60 min、反应温度为50 ℃、氯化钙与碳酸钠物质的量比为1∶1条件下,制备的球形碳酸钙颗粒大小均匀,平均粒径为1.57 μm。     

类球状纳米碳酸钙的制备及改性工艺条件研究

研究了以D-葡萄糖酸钠作为晶形控制剂、石灰乳液碳化法制备类球状纳米碳酸钙的工艺条件,以及十二烷基磺酸钠为改性剂的湿法改性工艺条件。XRD,TEM等表征结果表明:在温度50℃、搅拌转速800 r/min、晶形控制剂质量分数1.5%、Ca(OH)2初始质量分数7%、CO2气体流速60 mL/min时,制备的纳米碳酸钙样品属于方解石型六方晶系,形貌类似球状,粒径均匀(50~100 nm)。吸油量测定结果表明:在改性剂质量分数3.5%、改性温度70℃、改性时间50 min时,改性所得样品吸油量(以100 g计)约44 mL,符合国家工业碳酸钙行业标准(GB/T 19281—2003《碳酸钙分析方法》)一等品的要求[吸油量(以100 g计)小于60 mL]。     

改性纳米碳酸钙用于硅酮胶挤出性研究

采用碳化法合成纳米碳酸钙,在反应过程中,调整反应起始温度合成不同晶型大小的纳米碳酸钙。通过透射电镜（TEM）、激光粒度仪对碳酸钙的物相、形貌、粒度进行分析,将改性纳米碳酸钙应用于硅酮胶基料制备及挤出性研究,分析改性纳米碳酸钙的颗粒大小、分散性、流变性能及表面改性剂对挤出性的影响。结果表明：粒径介于50~90 nm,屈服值介于66.4~148.9 Pa,黏度介于0.5~0.75 mPa·s,硬脂酸钠与LH-2、LH-3两种包覆剂进行复配改性的纳米碳酸钙用于硅酮胶基料具有较好的挤出性能。     

以可溶性淀粉为晶型调控剂制备多孔球形碳酸钙

利用简单易行的复分解反应,以氯化钙和碳酸钠为合成试剂,以可溶性淀粉（SS）为晶型调控剂,制备出以球霰石晶型为主的碳酸钙多孔微球。通过单因素条件实验,分别考察可溶性淀粉添加量、碳酸钠溶液滴加速度、氯化钙与碳酸钠的物质的量比对碳酸钙形貌和晶型的影响。利用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）对其晶型、形貌进行表征。研究表明当SS添加量为0.5 g,滴加速度为1.5 mL/min,氯化钙与碳酸钠的物质的量比为1∶1时,可制备获得4~5 μm的多孔球霰石碳酸钙。     

碳酸钙三级红外光谱研究

采用红外（IR）光谱技术开展了碳酸钙的结构研究。实验发现,碳酸钙的红外吸收模式包括碳酸钙CO₃不对称伸缩振动模式（ν）、碳酸钙 CO₃对称伸缩振动模式（ν）、碳酸钙CO₃面外弯曲振动模式（r）和碳酸钙CO₃面内弯曲振动模式（β）等。采用变温红外（TD-IR）光谱开展了碳酸钙的热稳定性研究。在293~393 K的温度范围内,碳酸钙主要官能团对应的吸收强度及频率都有一定的改变。采用二维红外（2D-IR）光谱进一步研究了碳酸钙ν、r和β吸收峰变化快慢的信息,证明了三级红外（IR）光谱在重要的无机盐（碳酸钙）结构及热稳定性研究中的重要作用。     

碳酸钙纳米棒制备研究

研究了以白云石为原料经过煅烧、消化、二次碳化、过滤、洗涤、干燥制备碳酸钙纳米棒的工艺。用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对合成的样品进行表征。重点考查了二次碳化工序反应温度、氢氧化钙质量浓度、晶型控制剂用量及添加的分散剂种类对产品粒径的影响。结果表明,在二次碳化工序中,在碳化温度为20 ℃、氢氧化钙质量分数为6%条件下,加入2%（质量分数）晶型控制剂和聚乙烯醇分散剂,可以制得平均直径约150 nm、平均长度约1 μm、平均长径比为6~8的碳酸钙纳米棒。     

重质碳酸钙生产技术现状与趋势

重质碳酸钙是一种以方解石、白垩、大理石等矿石为原料采用机械粉碎方法生产的碳酸钙粉体材料,是目前应用最广、用量最大的无机非金属矿物粉体。介绍了重质碳酸钙产业在中国的发展沿革,从产品品种和产品结构两方面对产业的现状做了概述。总结了重质碳酸钙的性能特点和主要理化指标对应用性能的影响。综述了重质碳酸钙在选矿、矿石破碎、磨粉、超细粉碎（超细磨粉）以及表面改性等生产技术方面的发展现状,并对重质碳酸钙产业以及生产技术的发展趋势做了展望,为该行业未来的发展提出了建议。     

纳米碳酸钙的原位包覆及应用

为更好地改性纳米碳酸钙,采用脂肪酸（SA）对纳米碳酸钙进行原位包覆,并对原位包覆法机理作了探讨。先在纳米碳酸钙浆液中加入一定量强碱,然后将浆液加热至75.0～90.0 ℃,再在机械搅拌辅助下加入适量脂肪酸,浆液经过滤、干燥和粉碎解聚得表面包覆改性的纳米碳酸钙。包覆碳酸钙的吸油值、接触角测试,扫描电子显微镜表征及其在室温硫化硅橡胶和DOP糊中的应用实验表明：脂肪酸在纳米碳酸钙表面形成均匀、完整的包覆层,改性碳酸钙在聚合物中具有极佳的应用效果。研究发现,温度为90 ℃,n（SA+OA）∶n（OH^-）=1∶1,n（SA+OA）/m（CaCO₃）= 1.0×10^-4 mol/g是原位法表面包覆纳米碳酸钙比较合适的条件。     

二水硫酸钙间接矿化二氧化碳CTAB对碳酸钙晶型的影响

提升产品附加值对改善二氧化碳矿化过程的经济性具有重要意义。在二水硫酸钙与碳酸铵溶液进行间接矿化反应过程中,采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为晶型调节剂,可以获得球霰石晶型的碳酸钙。系统研究了反应时间、反应温度、CTAB加入量对碳酸钙晶型和形貌的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）对碳酸钙的晶型、形貌进行了表征。结果表明：反应过程为先形成亚稳定相的球霰石,再向热力学最稳定的方解石相转化;添加CTAB能够明显地增强球霰石的稳定性;较低温度有利于球霰石的形成;在反应温度为30 ℃、二水硫酸钙和碳酸铵加入量均为0.1 mol/L、CTAB加入量为0.54 mmol/L条件下,碳酸钙中球霰石占比高达80%以上;CTAB在球霰石表面上的吸附降低了其表面能,从而抑制了球霰石向方解石的转化。