以定組成法探討添加劑對碳酸鈣晶貌與粒徑之影響

Abstract

碳酸鈣是地球上豐富的資源，同時也是工業界使用量最大的無機填充材料，其廣泛的應用於橡膠、塑膠、造紙、塗料、醫藥等行業。碳酸鈣粉體之粒徑、晶貌及晶型為影響基材性能之重要因素。奈微米片狀碳酸鈣已被證實可有效的降低填充體積，並同時提高基材之機械強度，目前市售之奈微米碳酸鈣以菱面體為主，本研究希望能合成出各種晶貌之次微米級碳酸鈣，尤其冀望能合成出晶貌為片狀或磚塊狀的粒子，如此能大幅提升基材之性能。 本研究以碳酸鈉與氯化鈣為反應物系，以定組成法探討添加劑種類及濃度對碳酸鈣晶貌與粒徑的影響，本文中主要加入的添加劑為馬鈴薯澱粉、六偏磷酸鈉及二次乙三胺，在pH為9.6、11.5、12.0時，探討各添加劑對碳酸鈣晶貌與粒徑之影響。 馬鈴薯澱粉、六偏磷酸鈉及二次乙三胺這三種添加劑大致上是不會影響碳酸鈣之晶型，pH值對碳酸鈣之晶型的效應是比添加劑還大。 這三種添加劑對碳酸鈣之晶貌是有很大的影響力，當加入馬鈴薯澱粉後，可以合成出飛碟狀、六角片狀、圓球狀、菱面體、長條狀之多晶體，當同時添加馬鈴薯澱粉及六偏磷酸鈉時，會合成出圓球狀、似圓盤狀、菱面體、多晶體，當加入二次乙三胺或同時添加二次乙三胺及保護劑後，會有六角片狀、萵苣狀、類球狀、楊桃狀、菱面體、菱面堆疊狀之多晶體。 此外加入這三種添加劑都可以抑制碳酸鈣之成長，其中當添加馬鈴薯澱粉後，可以得到最小粒徑為0.5μm的粒子，當同時添加馬鈴薯澱粉及六偏磷酸鈉後，更可以進一步的抑制碳酸鈣之成長，可以得到最小粒徑為0.3μm的粒子，而當添加二次乙三胺或同時添加二次乙三胺與保護劑後，只可以得到最小粒徑約為2~3μm的粒子，所以二次乙三胺對抑制碳酸鈣成長的效果並不好。