Calciumcarbonatpartikel Oberflächenladung und Formkontrolle durch Natriumpolyacrylate

Eine Natriumpolyacrylat (NaPA) -Serie mit Molekulargewichten (Mw) im Bereich von 2500 bis 5500 g. mol-1 wurde als Additiv im Fällungsmedium von Calciumcarbonat (CaCO3) verwendet. Analytische Methoden wie Röntgenbeugung, Mikroelektrophorese (ME) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) wurden dann durchgeführt, um die Polymorphe, das Zetapotential und die Morphologie der endgültigen CaCO3-Partikel zu bestimmen. Die Röntgendaten zeigen, dass die endgültigen CaCO3-Partikel zwei koexistierende Polymorphe aufweisen, Calcit und Vaterit. Die Vateritfraktion, fv, variiert mit der NaPA-Konzentration und Mw. Die ME-Daten zeigen, dass für CaCO3-Partikel das Zetapotential ζ mit der NaPA-Konzentration Cpoly (g. L-1), und erreicht seine minimale Größe, zmin bei einem gegebenen Wert von Calcium-Polymer-Verhältnis R = / Cpoly (R ~ 0,4 mol.g-1, was auch immer der Polymer-Mw-Wert ist). Ferner erreicht die CaCO3-Partikel-Vaterit-Fraktion bei ζ = zmin ihren Maximalwert, fv = fv max. Die durch REM-Studie erhaltenen mikroskopischen Aufnahmen zeigen, dass eine Abnahme des Calcium-Polymer-Verhältnisses R zu einer Abnahme der CaCO3-Partikelgröße führt. Der Mechanismus, durch den das NaPA die CaCO3-Oberflächeneigenschaften modifiziert, beinhaltet die Bildung von CaPA comple die vorliegende Arbeit. Bei einem optimalen Calcium-Polymer-Verhältnis R=/Cpoly (R~ 0,4 mol.g-1), der Gesamteffekt des Polymers führt zu Wachstumshemmung und Zetapotentialreduktion von CaCO3-Partikeln.

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