中和法合成納米級(jí)羥基磷酸鈣.pdf

1、磷化工產(chǎn)業(yè)是主要由磷復(fù)肥及精細(xì)磷化工組成的磷資源加工產(chǎn)業(yè)，其中精細(xì)化是其未來的主要發(fā)展方向之一。羥基磷酸鈣（HAP）是近年來新興發(fā)展起來的一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品，在懸浮聚合分散劑以及熒光材料、生物材料、陶瓷等方面都有應(yīng)用。在石化行業(yè)的懸浮聚合中，作為當(dāng)今用量最大的一種新型無機(jī)懸浮分散劑，HAP能使聚合工藝穩(wěn)定，反應(yīng)壓力、溫度平穩(wěn)，清釜周期延長，從而得到粒度分布集中、透明度和外觀質(zhì)量均改善的聚合樹脂，產(chǎn)品檔次明顯提高。
　　 目前我國

2、高質(zhì)量的HAP主要依靠進(jìn)口，國產(chǎn)的HAP在用于懸浮聚合時(shí)，樹脂產(chǎn)品在外觀、粒度分布等方面存在一定缺陷。研究發(fā)現(xiàn)HAP懸浮分散劑的活性與其比表面積成正比，將其超細(xì)納米化，增大其比表面積，可以提高其分散活性。但HAP納米化后微粒之間容易發(fā)生二次團(tuán)聚，影響樹脂產(chǎn)品在懸浮聚合時(shí)的注塑成型;而減少微粒間的團(tuán)聚增大粒徑使比表面積減小，又會(huì)降低其活性影響分散性能。因此，為了解決HAP納米化和分散性能之間的矛盾，須選擇一種有效的合成方法和表面處理使制得

3、的HAP粒徑達(dá)到納米級(jí)、比表面積大、分散活性高。
　　 本課題采用酸堿中和法，以H3PO4和CaO為原料制備HAP懸浮聚合分散劑。該工藝原理簡單，易操作，原料易得，通過嚴(yán)格控制反應(yīng)條件就可以得到具有特定性能的粒子。課題系統(tǒng)研究了原料Ca/P、反應(yīng)體系pH、反應(yīng)溫度、陳化時(shí)間及十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)加入量等工藝條件對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、粒度大小及其粒徑分布的影響，并采用正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化工藝條件。通過激光粒度分析儀、X-射線衍

4、射、全化學(xué)分析法等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。為改善HAP粉體粒度，降低其團(tuán)聚現(xiàn)象，采用不同的改性劑對(duì)HAP粉體進(jìn)行表面改性以制備出納米尺寸的羥基磷酸鈣粉體，并分別研究了改性劑種類、改性劑加入時(shí)間、改性劑用量等因素對(duì)HAP粉體改性的影響。主要研究成果如下:
　　 (1)所制備的HAP懸浮分散劑具有羥基磷酸鈣(Ca10(PO4)6(OH)2)的晶體結(jié)構(gòu)。
　　 (2)當(dāng)以產(chǎn)物Ca/p值為控制指標(biāo)時(shí)，優(yōu)惠工藝條件應(yīng)為反應(yīng)物Ca/P

5、為1.77，SDBS加入量為1.5mL，反應(yīng)溫度45℃，體系pH為11。
　　 當(dāng)以產(chǎn)物粒度及其粒徑分布為控制指標(biāo)時(shí)，優(yōu)惠工藝條件應(yīng)為反應(yīng)物Ca/P為1.57，SDBS加入量為1.5mL，反應(yīng)溫度45℃，體系pH為9。
　　 當(dāng)以產(chǎn)率為控制指標(biāo)時(shí)，優(yōu)惠工藝條件應(yīng)為反應(yīng)物Ca/P為1.67，SDBS加入量為1.0mL，反應(yīng)溫度55℃，體系pH為9。優(yōu)惠工藝條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證明設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。
　　 (3)優(yōu)

6、惠條件下合成的HAP微粒的各項(xiàng)指標(biāo)均符合部頒標(biāo)準(zhǔn)HG/T3583-2009，而且其平均粒徑這項(xiàng)指標(biāo)明顯高于標(biāo)準(zhǔn)HG/T3583-2009。
　　 (4)單一改性劑以檸檬酸效果最佳，掃描電鏡(SEM)結(jié)果顯示檸檬酸的加入使得粉體粒度明顯變小，激光粒度儀測定結(jié)果表明HAP粉體尺寸約為70nm;復(fù)合改性劑以檸檬酸和SDBS復(fù)合時(shí)改性效果最佳，優(yōu)于單一改性劑的作用效果;改性劑在中和反應(yīng)前加入效果較好;改性劑最佳用量為4％，最優(yōu)改性產(chǎn)品的