以超重力輔助之微乳膠技術製備碳酸鈣微粉

Abstract

碳酸鈣是一種用量龐大的無機材料，目前廣泛應用於橡膠、塑膠、造紙、塗料、建材、醫藥、封裝材料等方面。隨著用途不同，各領域對於產物性質也有著不同的需求，某些領域常常會需要特定晶貌之碳酸鈣微粉。一般而言，所謂的性質包括有產物的晶貌、粒徑、晶相與比表面積等，特別是晶貌與粒徑決定了產品的主要性能。 本研究以超重力輔助之微乳膠技術調控碳酸鈣微粉之性質，使用的逆微乳膠系統為AOT/異辛烷/水溶液，AOT為界面活性劑，異辛烷為油相，水溶液則是含氯化鈣或碳酸鈉反應物之水相。關於粉體之製備方式，首先，使用超重力裝置製備兩反應物之逆微乳膠溶液，接著，用磁攪拌混合二逆微乳膠溶液，待微胞交換溶質後碳酸鈣沉澱而出，離心並乾燥沉澱物即可得到碳酸鈣微粉。本研究主要探討超重力裝置對於逆微乳膠溶液其穩定性之影響；水相濃度、反應溫度、R值、添加劑等操作變數對碳酸鈣在晶貌、粒徑與晶相之影響。最後，分析產物之再現性、細部結構與比表面積。期望超重力裝置能幫助穩定逆微乳膠溶液，並得到產量高、粒徑均勻且具有特殊晶貌之碳酸鈣。 本研究證實在磁石攪拌器無法穩定之系統，超重力裝置能提供額外的能量來穩定逆微乳膠溶液。在磁石攪拌器已能穩定之系統，超重力裝置則有縮短成核引發時間與提高產率之效果，改善了傳統的逆微乳膠法其產率低的缺點。在產物方面則成功製備出均勻且再現性佳的圓盤狀、甜甜圈狀等特殊晶貌之碳酸鈣，圓盤狀碳酸鈣之粒徑約0.8~1μm，比表面積約9.18m2/g，甜甜圈狀碳酸鈣之粒徑約1~2μm，比表面積則高達45.33m2/g，預期可作為高效能的吸收劑。超重力輔助之微乳膠技術可說是一種非常具有發展潛力之技術