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一、粒径超细化带来独特性能

-比表面积剧增:纳米碳酸钙的平均粒径一般在40nm左右,大约为普通碳酸钙的十分之一。这使得其比表面积约为普通碳酸钙的9倍。比表面积的增加带来了更多的表面活性位点,使其与其他物质的接触面积更大、相互作用更强。例如在塑料中添加纳米碳酸钙,其巨大的比表面积能够与塑料分子充分接触,从而更好地发挥增强、增韧等作用。

-量子尺寸效应:当粒子尺寸下降到纳米量级时,量子尺寸效应开始显现。纳米碳酸钙的电子能级由连续变为离散,能隙变宽,这使得其在光学、电学等方面表现出独特的性能。比如在一些光学材料中,纳米碳酸钙的量子尺寸效应可以影响材料的光吸收和发射特性,为开发新型光学材料提供了可能。

-小尺寸效应:纳米碳酸钙的小尺寸效应使其物理性质发生了改变。由于粒径小,其熔点、沸点等物理性质与普通碳酸钙相比有所降低。同时,纳米碳酸钙在溶剂中的溶解性、分散性也得到了极大的提升,能够更好地分散在各种基体材料中,形成均匀的复合材料。

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二、化学性质稳定且具有反应活性

-化学稳定性高:纳米碳酸钙具有碳酸钙的一般通性,在常温常压下化学性质稳定。其难以溶于水和乙醇,但能够溶于酸,释放出二氧化碳,也溶于氯化铵溶液。这种化学稳定性使得纳米碳酸钙在各种复杂的环境中都能保持较好的性能,为其在不同领域的应用提供了基础。

-表面反应活性高:纳米碳酸钙的表面原子数增多,表面能较高,因此具有较高的表面反应活性。通过表面改性等技术,可以在其表面引入各种功能性基团,进一步增强其与基体材料的相容性和结合力。例如,经过表面改性的纳米碳酸钙在橡胶制品中能够与橡胶分子更好地结合,提高橡胶的力学性能和耐磨性。

三、在不同领域展现出优异的功能性

-塑料领域:

-增强增韧作用:用作塑料填料时,纳米碳酸钙可以显著提高塑料的弯曲强度、弯曲弹性模量和热变形温度,同时还能增加塑料的韧性,使塑料在受到外力作用时不易断裂。例如在聚氯乙烯(PVC)管材中添加纳米碳酸钙,能够提高管材的强度和韧性,延长其使用寿命。

-改善加工性能:纳米碳酸钙可以改善塑料母料的流变性,使其更容易加工成型。在注塑、挤出等加工过程中,能够降低加工温度和压力,减少能源消耗,提高生产效率。

-提高制品的稳定性:纳米碳酸钙可以提高塑料制品的尺寸稳定性,减少因温度、湿度等环境因素变化而引起的尺寸变化。同时,它还具有良好的耐候性,能够抵抗紫外线、氧气等对塑料的侵蚀,提高制品的稳定性和使用寿命。

-油墨领域:

-优异的分散性和透明性:纳米碳酸钙在油墨中具有优异的分散性,能够均匀地分散在油墨体系中,避免出现沉淀、结块等现象。同时,其透明性好,不会影响油墨的颜色和透明度,使印品的色彩更加鲜艳、清晰。

-良好的油墨吸收性和干燥性:纳米碳酸钙能够快速吸收油墨中的溶剂,使油墨快速干燥,提高印刷效率。并且,其干燥后的墨膜具有良好的附着力和耐磨性,不易脱落和磨损。

-提高光泽度:纳米碳酸钙的颗粒细小,能够填充到油墨中的微小孔隙中,使墨膜表面更加光滑,从而提高油墨的光泽度。

-造纸领域:

-提高纸张白度和光泽度:纳米碳酸钙的白度高,能够显著提高纸张的白度和光泽度,使纸张看起来更加美观。同时,其良好的分散性能够使纸张的颜色更加均匀,避免出现色差等问题。

-增强纸张强度:添加纳米碳酸钙可以增加纸张的强度和耐折性,使纸张在印刷、书写等过程中不易破裂。此外,纳米碳酸钙还能够提高纸张的抗水性,减少纸张在潮湿环境下的变形和损坏。

-橡胶领域:

-半补强作用:纳米碳酸钙在橡胶中具有良好的分散性和空间立体结构,能够与橡胶分子形成良好的结合,起到半补强的作用。可以提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能,改善橡胶的耐磨性和抗老化性能。

-改善加工工艺:纳米碳酸钙的加入可以使橡胶的混炼更加容易,混炼后的胶质更加柔软,橡胶表面更加光滑,有利于提高橡胶制品的生产效率和质量。

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四、其他性能特点

-白度高:纳米碳酸钙具有较高的白度,一般在90以上,这使得它在对颜色要求较高的领域,如造纸、涂料、油墨等行业中具有广泛的应用。

-pH值为弱碱性:纳米碳酸钙的pH值约为9-10.呈弱碱性。这种弱碱性可以中和一些酸性物质,在一定程度上起到缓冲和调节作用。例如在酸性土壤中,添加纳米碳酸钙可以调节土壤的酸碱度,改善土壤结构。

-无毒无害:纳米碳酸钙是一种无毒、无刺激性的物质,对人体和环境无害。这使得它在食品、医药、化妆品等对安全性要求较高的领域中也得到了应用。