硫酸鈣晶須的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

楊宏玉　張靖羚

摘要：因硫酸鈣晶須有許多優(yōu)良性能，可用于塑料，橡膠，涂料等行業(yè)中。硫酸鈣晶須有較好的應(yīng)用前景，故對硫酸鈣晶須的制備及應(yīng)用進(jìn)行研究具有較高的價值。本文對硫酸鈣晶須的制備方法及應(yīng)用做了概述。

關(guān)鍵詞：硫酸鈣晶須;制備方法;應(yīng)用

硫酸鈣晶須（CSW）是一種綠色環(huán)保無機(jī)材料。無水晶須可在1000℃以上使用，因而無水的CSW具有高的使用價值和極高的強(qiáng)度。[1]硫酸鈣晶須的抗拉強(qiáng)度和彈性模量極高，有耐高溫、高韌性、和橡膠等聚合物有較強(qiáng)的親和力等優(yōu)點，可用于橡膠、涂料、造紙等行業(yè)。[2]CSW的應(yīng)用前景廣闊。

一、硫酸鈣晶須的制備

水熱法

水熱法是用二水硫酸鈣制得的懸浮液，放入高壓釜中，在高溫高壓的環(huán)境下制得硫酸鈣晶須。Sichao Hou[3]等人研究結(jié)果表明：Mg2+對硫酸鈣晶須一維方向生長有促進(jìn)作用，形成的晶須長徑比高。在MgCl2濃度為1.9710-3mol/L時，CSW的長徑比范圍50-400。

常壓酸化法

除了水熱法，制備CSW常用的另一種方法便是常壓酸化法。

Hongjuan Sun[4]等人以煙氣脫硫石膏為原料，用常壓酸化法制備CSW。研究酸浸溫度和鹽酸濃度對硫酸鈣晶須形貌的影響。結(jié)果表明：酸浸溫度70℃，鹽酸濃度3.7mol/L，制備的CSW純度和白度均高。CSW長徑比范圍在25～80。

二、硫酸鈣晶須的應(yīng)用

硫酸鈣晶須在瀝青中的應(yīng)用

李利勤[5]等人研究結(jié)果表明：加入硫酸鈣晶須的瀝青的高溫穩(wěn)定性隨硫酸鈣晶須的摻量增加而逐步增大。Taotao Fan[6]等人研究結(jié)果表明，兩種CSW均能增強(qiáng)瀝青混合料的抗車轍性能，且瀝青混合料的高溫性能隨加入的硫酸鈣晶須的含量增加而增加。與半水硫酸鈣晶須相比，無水硫酸鈣晶須對瀝青混合料高溫性能具有更大的影響。此外，無水硫酸鈣晶須改性瀝青的熱穩(wěn)定性優(yōu)于半水硫酸鈣晶須改性瀝青。

硫酸鈣晶須在復(fù)合材料中的應(yīng)用

硫酸鈣晶須可提高聚丙烯（PP）的結(jié)晶性能與力學(xué)性能，添加適量的CSW可使PP的彎曲模量、拉伸強(qiáng)度增加。隨著硫酸鈣晶須在PP中摻量增加，PP的熱穩(wěn)定性和耐熱性增大。[7]Ying Chen[8]等人研究表明，加入改性晶須后的硅橡膠具有較好的力學(xué)性能，加入改性晶須能顯著提高硅橡膠的儲能模量，而DMA和DSC表明，改性晶須的加入能降低硅橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。Jiayang Cui[9]研究結(jié)果表明：改性后的CSW/PVC復(fù)合材料具有更高的儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

硫酸鈣晶須在摩擦材料中的應(yīng)用

在摩擦材料中添加適量的CSW有助于提高材料的摩擦磨損性能和力學(xué)性能。Sudhan Raj Jeganmohan[10]等人研究結(jié)果表明，CSW可提高摩擦材料的力學(xué)性能。含有硫酸鈣晶須的摩擦材料磨損較小。含10%硫酸鈣晶須的材料即使在高速滑動時也表現(xiàn)出最穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。

硫酸鈣晶須在造紙中的應(yīng)用

硫酸鈣晶須具有平滑度好，白度等特性，可代替部分植物纖維加入紙張中，并且不會降低紙張強(qiáng)度。鄭雅思[11]等人研究了改性硫酸鈣晶須作為紙張?zhí)畛淞蠈垙埿阅艿挠绊?。研究結(jié)果表明：在紙張中添加30%改性硫酸鈣晶須，紙張的各項物理性能滿足質(zhì)量要求。

3結(jié)論

目前，主要是利用工業(yè)副產(chǎn)石膏制備硫酸鈣晶須。我國許多工業(yè)副產(chǎn)石膏未得到有效利用，研究副產(chǎn)石膏制備硫酸鈣晶須的方法，既可以使副產(chǎn)石膏得到有效的利用，還可以保護(hù)環(huán)境，使資源可以得到更充分的利用。副產(chǎn)石膏制備得到的硫酸鈣晶須因其優(yōu)良的性能，可以作為很多材料的填充劑，使材料的性能得到改善。

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