Page 116 - 《精细化工》2023年第8期

·1730· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

可以看出，随着 NaSt 添加量由 1%升至 7%的过程中，
CaCO 3 粉体呈长棒状形貌，且改性 CaCO 3 棒的长度
和直径都明显变小。在图 3g 中，改性 CaCO 3 棒结
合较为紧密，长度约为 13 μm，直径约为 0.9 μm；
在图 3h 中，改性 CaCO 3 棒变得蓬松，由更小的短
棒连结在一起组成，棒长约为 4 μm，其分散性得到
提升；这种现象在 NaSt 添加量为 5%时（图 3i）更
加明显，短棒的直径达到纳米级且分散相对均匀；
而在图 3j 中，改性 CaCO 3 棒数量明显减少，多以零
碎的短棒分散开。
图 2 不同 NaSt 和 NaOL 用量下改性 CaCO 3 粉体与水的

接触角变化
Fig. 2 Change of contact angle between CaCO 3 powder
and water under different NaSt and NaOL dosage

图 2 中，在未添加改性剂时，CaCO 3 的水接触
角接近于 0，表明未改性 CaCO 3 是亲水的。两种改
性剂的加入都使方解石型 CaCO 3 接触角明显变大；
NaOL 对方解石型 CaCO 3 的改性效果更佳，当 NaOL
添加量为 5%时，接触角达到最大，为 115.4°。NaSt
和 NaOL 改性对文石型 CaCO 3 的水接触角影响不大，
当 NaSt 和 NaOL 用量为 5%时接触角最大，分别为
127.5°和 122.5°。当改性剂用量超过 5%后，接触角
有变小的趋势，这可能是由于过多的改性剂不能与
CaCO 3 表面的—OH 结合，只是与 CaCO 3 发生缠绕，
–
并在溶液中发生电离，导致大量的—COO 裸露在
CaCO 3 外面，降低了表面张力，从而降低了接触角 [31] 。
2.1.3 改性剂对 CaCO 3 形貌的影响
图 3a 是纯方解石型 CaCO 3 粉体的 SEM 图。可
以看出，粉体大部分以花状形貌存在，短棒状和花
状 CaCO 3 的表面均为具有相同取向的纳米颗粒堆砌
而成。图 3b 是纯文石型 CaCO 3 粉体的 SEM 图。可
以看到，粉体微观形貌呈棒状，分散均匀，无明显
团聚现象，经测量长径比为 15。
图 3c~f 为 NaOL 添加量分别为 1%、3%、5%、

7%的改性方解石型 CaCO 3 粉体的 SEM 图。可以看
出，当 NaOL 添加量为 1%~5%时，改性 CaCO 3 整体 a—纯方解石型 CaCO 3；b—纯文石型 CaCO 3；c~f—NaOL 用量
分别为 1%、3%、5%、7%的改性方解石型 CaCO 3；g~j—NaSt
表现为三维花棒状。当 NaOL 添加量为 1%时，三维
用量分别为 1%、3%、5%、7%的改性文石型 CaCO 3
花棒的头部整体完整；而 NaOL 添加量为 3%和 5% 图 3 不同 CaCO 3 粉体的 SEM 图
时，三维花棒状改性 CaCO 3 的头部呈现分叉并伴有 Fig. 3 SEM images of different CaCO 3 powder

延展开的迹象；当 NaOL 添加量为 7%时（图 3f）， 综上可知，两种改性剂未改变 CaCO 3 的晶型，
改性 CaCO 3 主要以棒状和剪刀状形貌存在。由改性 但改变了 CaCO 3 的形貌。当 NaOL 添加量为 5%时，
CaCO 3 形貌变化过程推测，棒状和剪刀状是由三维 改性方解石型 CaCO 3 以三维花棒状形式存在，且花棒
花棒状 CaCO 3 在改性剂及磁力搅拌的作用下“花开” 头部有分裂开来的迹象；当 NaSt 添加量为 5%时，改
散落而来。 性文石型 CaCO 3 以分散均匀的长短棒黏连在一起。
图 3g~j 为 NaSt 添加量分别为 1%、3%、5%、 2.2 改性 CaCO 3 制备的 CaCO 3 /PDMS 超疏水涂层
7%的改性文石型 CaCO 3 粉体的 SEM 图。由图 3g~j 由上述不同 NaSt 和 NaOL 添加量对两种晶型