碳酸鈣是一種重要的、用途廣泛的化工原料，作為補強劑和填充劑被廣泛應用于橡膠、造紙、油墨、涂料、塑料、食品、化妝品等行業(yè)中，不僅能增加產(chǎn)品體積，節(jié)約母料，降低成本，而且能提高制品的物理性能、印刷性能和尺寸穩(wěn)定性等。

一、重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣

根據(jù)碳酸鈣生產(chǎn)方法的不同，可以將其分為輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣。輕質碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣，是用化學加工方法制得；重質碳酸鈣又稱研磨碳酸鈣，是用機械方法直接粉碎天然的石灰石、方解石、白堊等制備。重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣的粒度和表面特征存在一定的差異（表１），因而在使用效果上也會有一定的差異。

相比輕質碳酸鈣，重質碳酸鈣具有能耗低、加工簡單、價格低廉的特點，在造紙、塑料、建筑、涂料等行業(yè)中的填充效果明顯優(yōu)于輕質碳酸鈣，而我國目前正在大力發(fā)展造紙和塑料行業(yè)，因此對重質碳酸鈣的需求量遠遠大于輕質碳酸鈣。但重質碳酸鈣的生產(chǎn)和應用仍然存在一些有待于改進的問題：① 重質碳酸鈣粒徑超細化； ② 開發(fā)專用重質碳酸鈣產(chǎn)品。而解決這些問題的一個有效手段是對重質碳酸鈣進行改性研究，從而滿足各種產(chǎn)品的要求。

二、重質碳酸鈣的表面改性

對重質碳酸鈣進行表面改性的主要目的是：①降低重質碳酸鈣的表面能，防止團聚； ② 提高重質碳酸鈣在基體中的分散性； ③ 增強重質碳酸鈣表面與基體的界面親和性； ④ 提高改性重質碳酸鈣的專用性和功能性。而為了使改性重質碳酸鈣的填充效果達到要求，必須要考慮其應用領域、加工方式、共混對象，對不同的基體和應用領域有針對性地選擇合適的改性劑和改性方法。接下來將根據(jù)重質碳酸鈣表面處理工藝的不同，介紹國內(nèi)外現(xiàn)有的幾類表面改性方法和所選擇的改性劑。

2.1物理涂覆改性

物理涂覆改性是將改性劑與重質碳酸鈣以一定的比例混合，在分散力的作用下，改性劑通過范德華力或靜電引力等物理作用力吸附在重質碳酸鈣表面，形成單層、雙層或多層包覆層。

從物理涂覆改性定義可知，重質碳酸鈣的表面與改性劑之間沒有發(fā)生化學反應，只是純粹的一種物理包覆。

2.2表面化學改性     

表面化學改性是指通過一定的方法，利用改性劑分子中的官能團和重質碳酸鈣粉體表面的活性點進行化學反應或化學吸附，使改性劑包覆在重質碳酸鈣顆粒的表面，增強重質碳酸鈣與填充有機基體的相容性和分散性，從而改善復合材料的加工性能和物理力學性能。重質碳酸鈣的表面化學改性主要包括偶聯(lián)劑改性、復合偶聯(lián)改性劑改性、聚合物包覆改性、有機物改性等。

2.2.1偶聯(lián)劑改性

偶聯(lián)劑是兩性結構化合物，可以分為硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑、鋁酸酯類偶聯(lián)劑等。

2.2.2 復合偶聯(lián)改性劑改性

復合偶聯(lián)改性劑改性是以偶聯(lián)劑為基礎，與其他加工改性劑、表面處理劑、交聯(lián)劑相結合，對重質碳酸鈣的表面進行復合改性處理。對重質碳酸鈣進行改性處理同時選擇兩種或多種改性劑，發(fā)揮每種改性劑自身的優(yōu)勢，使重質碳酸鈣的改性效果更加優(yōu) 良，更 能 滿 足 各 種 功 能 化、專 業(yè) 化 的需求。

2.2.3聚合物包覆改性

聚合物包覆改性包括反應性纖維素表面處理和接枝聚合物表面處理兩類。

反應性纖維素表面處理是將反應性纖維結合在重質碳酸鈣的表面，形成表面改性層，達到表面改性的目的。

接枝聚合包覆法是利用重質碳酸鈣表面的活性點進行聚合包覆反應，聚合后的有機高分子基體包覆在重質碳酸鈣粒子的表面上，阻止重質碳酸鈣的團聚，提高分散穩(wěn)定性。接枝聚合處理的重質碳酸鈣表面與有機高分子材料表面的相似性提高，降低了重質碳酸鈣粒子表面的極性。

碳酸鈣表面羥基接枝聚合改性方法

2.2.4 有機物改性

有機物改性主要包括硬脂酸（鹽）、磷酸酯類對重質碳酸鈣的改性，改性機理如圖，

2.3機械力化學改性

機械力化學改性是利用粉碎、摩擦等機械手段，使重質碳酸鈣粉體的晶格發(fā)生位移、晶型發(fā)生變化，與此同時體系溫度升高，內(nèi)能增大，大顆粒的碳酸鈣粒子不斷分解成較小甚至微米級、納米級的重質碳酸鈣顆粒，增強重質碳酸鈣顆粒表面的化學活性，易與改性劑發(fā)生化學結合或附著，使重質碳酸鈣顆粒的內(nèi)能降低，處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，達到表面改性的目的。

2.4 表面沉積改性

表面沉積改性是采用合適的方法將改性劑沉淀在重質碳酸鈣的表面，是無機礦物顏料表面改性常用的方法之一，適合工業(yè)化生產(chǎn)，工藝流程簡單，通過控制反應條件，可以獲得合適的粒徑和純度。

2.5高能表面改性

高能表面改性是指采用強度較高、能量較集中的輻照、等離子體、超聲波等方式，對重質碳酸鈣表面進行改性處理的一種方法。作用時產(chǎn)生的強沖擊波和分散力能夠削弱顆粒間的相互作用，可以有效地防止顆粒間的團聚，有利于重質碳酸鈣的分散，但是此技術的改性效果不太穩(wěn)定，成本較高，操作較復雜，因而在實際生產(chǎn)中還很難得到廣泛的應用。

三、展望

表面改性是提升重質碳酸鈣應用性能、提高適用性、拓展市場和用量所必須的加工技術之一。重質碳酸鈣表面改性的主要發(fā)展趨勢是。

（1）優(yōu)化表面改性效果。為了提高生產(chǎn)效率、降低改性成本，在加工生產(chǎn)中，應根據(jù)表面改性機理、基料的性質、加工工藝的技術等要求，有針對性的選取表面改性劑、助改性劑和改性設備。

（2）改性重質碳酸鈣尺寸納米化。納米化的碳酸鈣會表現(xiàn)出與普通碳酸鈣不同或反常的理化性質，在殺菌消毒、透明性、增韌性和補強性等方面起到特殊作用。

（3）綠色環(huán)保化。目前人們總是在倡導走可持續(xù)發(fā)展之路，因此生產(chǎn)環(huán)境友好的改性重質碳酸鈣填充料顯得非常重要。

（4）為了滿足科技的進步對材料提出的更高的要求，碳酸鈣的改性會向專用型、功能型及高附加值型轉化。

文章內(nèi)容來源自網(wǎng)絡 僅做分享用途 碳酸鈣咨詢電話：15007736661