改性效果評價是改性過程中必不可少的環節，通過一些檢測手段來驗證某些猜想，也可以通過分析其影響因素來調整優化改性過程，提升納米碳酸鈣的性能。
傳統的評價方法主要是兩種，一種是對改性樣品直接進行檢測及評價，另一種是將改性樣品制成復合材料，考察復合材料因改性產生的性能提升效果。比較而言，直接評價快速高效。
1、活化指數與吸油值
活化指數和吸油值是納米碳酸鈣改性效果常用的評價指標，活化指數可以用來評價表面改性后納米碳酸鈣的疏水效果，而吸油值是指納米碳酸鈣在應用時的消耗油量，一般來說，活化指數越高、吸油值越低，改性效果越好，其檢測方法可參考《碳酸鈣分析方法》（GB/T19281—2014）。改性劑的種類及用量對活化指數和吸油值有著至關重要的影響。
羅萬勝等分別用鈦酸酯、硬脂酸以及不同比例硬脂酸和鈦酸酯復配的改性劑對碳酸鈣進行干法改性，并進行了對比。1.5%的鈦酸酯和3%的硬脂酸改性碳酸鈣后活化指數達到了最高，吸油值也降到10-15，配比為35%硬脂酸+65%鈦酸酯的復配偶聯劑改性的碳酸鈣活化指數達到了最高，吸油值也降到6-7，分別將這三種碳酸鈣加入PP材料，并對PP復合材料力學性能進行檢測，發現這三種碳酸鈣都使PP復合材料力學性能有了較大的提高，且35%硬脂酸+65%鈦酸酯復配改性劑改性碳酸鈣填充的PP復合材料力學性能最好。
2、疏水性
疏水性是納米碳酸鈣重要的評價指標，也是納米碳酸鈣改性的一大研究熱點，可以用靜態接觸角來表征納米碳酸鈣的疏水性。改性劑的種類對改性后納米碳酸鈣的疏水性有著顯著的影響，硬脂酸、硅烷偶聯劑、油酸、鈦酸酯偶聯劑等都是常用的疏水性改性劑，在表面改性過程中，這些改性劑逐漸附著在顆粒表面，從而降低納米碳酸鈣顆粒的表面能。
Song等將用表面活性劑改性后的納米碳酸鈣涂在石英晶體上進行QCM-D測量，發現隨著表面活性劑濃度增加，會在顆粒表面逐漸形成單層吸附，從而開始呈現疏水性，但是當表面活性劑濃度過高時，會在顆粒表面形成雙層吸附，使接觸角開始降低，恢復親水性，因此改性劑的濃度是影響接觸角的重要因素。
此外，納米碳酸鈣的晶型晶貌也會影響其改性后的疏水性。Ma等先制備了立方狀納米碳酸鈣、球形納米碳酸鈣、CaCO3/SiO2復合材料，并用硬脂酸分別對這三種碳酸鈣進行改性，根據Cassie模型，粗糙度對疏水性有顯著影響，表面粗糙度越大，疏水性越好，因此CaCO3/SiO2復合材料與水的接觸角更大，可達到151.3°，具有良好的超疏水性能。
3、包覆量及包覆率
通過檢測包覆量和包覆率可以了解納米碳酸鈣的包覆情況，對改性機理的研究及改性效果的評價均有很大的幫助。通常情況下，根據不同物質的分解溫度或揮發溫度不同，可以對改性后的納米碳酸鈣進行熱重分析得出改性劑的包覆量，然后求出包覆率。
此外，一些研究者通過對改性劑機理的研究構建出相應的包覆模型，從而計算出理論包覆量或包覆率，通過與實際包覆量或包覆率進行對比來了解包覆情況，也為改性機理研究提供了實際的依據。
Rahmani等假設每一個硬脂酸分子都和一個Ca2+連接且垂直于顆粒表面，已知納米碳酸鈣的表面積和Ca2+的截面積就可計算出每個顆粒上能包覆最多的硬脂酸分子的數量，進而求出硬脂酸的理論包覆量，通過計算發現，熱重分析得出的實際包覆量與理論包覆量接近，說明硬脂酸在顆粒表面為單層包覆且包覆效果良好。
4、粒徑及形貌
納米碳酸鈣的粒徑及形貌主要取決于其制備過程，因此，在原位改性過程中，液相物濃度、攪拌速率、溫度等工藝條件及改性劑種類和濃度都會影響納米碳酸鈣的成核、結晶及生長，通過控制這些因素可以制備不同形貌及尺寸的納米碳酸鈣。在研究過程中，通過透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡可直觀地觀察到納米碳酸鈣的形貌、大小，其平均粒徑的計算方式可參考《納米碳酸鈣》（GB/T19590—2011），此外，激光粒度分析儀可以觀察改性后納米碳酸鈣的粒度分布情況，BET可以測出納米碳酸鈣比表面積。
5、白度
對于涂料、造紙、橡膠、塑料等行業，白度是評價納米碳酸鈣的重要指標。改性后的納米碳酸鈣的白度除了與改性劑的選擇有關，還與水分、烘干溫度及烘干時間有關，一般情況下，烘干時間越長、溫度越高、水分越少，白度就越高。白度檢測方式可參考《無機化工產品白度測定的通用方法》（GB/T23774—2009）。
6、分散性
納米碳酸鈣可作為填料被廣泛應用于橡膠、塑料、造紙等行業中，因此納米碳酸鈣在有機體中的分散性也是一個重要的評價指標，通過對填充后的有機體進行電鏡掃描，可直觀地觀察納米碳酸鈣的分布情況。除了納米碳酸鈣本身的性能及改性效果，其填充的量也是影響分散性的重要因素。
資料來源：《孟叮,張金才,王寶鳳,郭彥霞,薛芳斌,程芳琴.納米碳酸鈣改性效果的影響因素及評價方法[J].硅酸鹽通報,2023,42(01):123-132》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！
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