纳米碳酸钙的表面改性不仅可以增加碳酸钙和聚合物之间的界面亲和力,还可以定性地吸附在纳米碳酸钙表面,形成电荷排斥,使其不易聚集,具有更好的稳定性、润湿性和分散性。
目前,纳米碳酸钙表面改性相对成熟的理论主要有四种:化学键理论、表面沉浸理论、可变形层理论和约束层理论。
化学键理论
根据化学键理论,偶联剂包括两种化学官能团:亲水官能团和亲油官能团。其亲水基团可与纳米碳酸钙分子形成化学键,与有机分子充分结合,依靠有机分子之间的相互作用,有效改善粒子团聚,防止粒子团聚,产生强大的界面结合力,提高填充复合材料的表面性能。
表面沉浸理论
根据表面渗透理论,液体树脂对粘合剂的良好渗透对复合材料的性能有重大影响。如果填料能完全渗透,有机基体对纳米碳酸钙表面的吸附可以提高纳米碳酸钙与有机基体之间的粘结强度。
可变形层理论
根据可变形层理论,改性纳米碳酸钙表面可能有更好的配合剂来吸引有机基体。纳米碳酸钙有机基体之间的不平衡固化可能导致树脂层比改性剂在两相之间的单分子层厚,即我们讨论的可变形层。它不仅可以放松两相之间的界面张力,还可以通过防止裂纹的延伸来提高界面的结合强度。
约束层理论
可变形层理论认为,偶联剂改性填料的表面可能成为吸收树脂的配合剂。相间区域的不平衡固化可能导致树脂层比聚合物和填料之间的单分子层厚得多的变形。它不仅可以放松两相之间的界面张力,还可以防止裂缝的延伸,提高界面的结合强度。