納米碳酸鈣應用于有機介質中存在兩大缺陷：一是納米碳酸鈣為表面親水疏油的無機材料，在聚合物中的分散性差，與有機體的親和力差，容易形成團聚體，直接應用效果不好，導致材料性能下降；二是納米碳酸鈣粒徑小，表面原子數多，表面能大，粒子之間相作用力強，容易形成納米碳酸鈣粉體的團聚。隨著納米碳酸鈣使用量的增大，這些缺陷更加明顯，過量的填充會使得材料無法使用。

硬脂酸是一種常見的長碳鏈的飽和脂肪酸，同時具有長碳鏈的親油端和羧基的親水端，而納米碳酸鈣表面是親水的，所以把硬脂酸包覆在納米碳酸鈣表面，能極大的改善其親油性，使其填充在橡膠、塑料、高級油墨、涂料中時，其大的比表面積和高比表面能有利于碳酸鈣顆粒與有機高聚物分子之間的結合牢固，能使制品表面光艷和具有優異的補強性能。

1、硬脂酸(suan)(suan)包覆改性納米(mi)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)的機(ji)理(li)

近幾年，用硬脂(zhi)酸(suan)(suan)包(bao)覆(fu)改(gai)性納米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣的(de)研究(jiu)也層出不窮(qiong)。

探究了在空氣-水界面的(de)(de)硬(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)（SA）單分子(zi)層碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)晶(jing)體(ti)的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)過程。采(cai)用了電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡(jing)和(he)原位的(de)(de)布儒斯特角顯微(wei)鏡(jing)進行測試表(biao)征，觀察到在硬(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)(suan)單分子(zi)層下(xia)，終的(de)(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)晶(jing)體(ti)是由一種(zhong)粒(li)子(zi)前(qian)驅體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)而不(bu)是直(zhi)接來(lai)自于溶劑化(hua)的(de)(de)離子(zi)。從掃描電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡(jing)（SEM）和(he)透射電(dian)(dian)子(zi)顯微(wei)鏡(jing)（TEM）可(ke)以(yi)發(fa)現這種(zhong)前(qian)驅體(ti)粒(li)子(zi)是直(zhi)徑小于100nm非(fei)晶(jing)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)均(jun)勻球(qiu)體(ti)。實驗是通過Ca(OH)2和(he)CO2發(fa)生(sheng)反應生(sheng)成(cheng)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)，在礦化(hua)作(zuo)用的(de)(de)早期產生(sheng)了非(fei)晶(jing)的(de)(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)，并且至(zhi)少穩定存在0.5h，隨(sui)著數量的(de)(de)增加，非(fei)晶(jing)的(de)(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)聚集形(xing)(xing)成(cheng)了方(fang)解石相的(de)(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)。

采用(yong)商業硬脂酸(suan)(suan)(suan)，在(zai)(zai)水相(xiang)條件(jian)下(xia)包(bao)(bao)覆(fu)(fu)沉(chen)淀的(de)(de)(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)，包(bao)(bao)覆(fu)(fu)之后的(de)(de)(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)，硬脂酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)含量(liang)為(wei)3%~13.5%。采用(yong)傅里葉紅外（FTIR）、熱重（TG）和差示掃描(miao)量(liang)熱（DSC）分(fen)析表明在(zai)(zai)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)表面(mian)沒有游離的(de)(de)(de)硬脂酸(suan)(suan)(suan)，只(zhi)存(cun)在(zai)(zai)硬脂酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)。發現(xian)形成(cheng)的(de)(de)(de)硬脂酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)在(zai)(zai)包(bao)(bao)覆(fu)(fu)層(ceng)表面(mian)是(shi)部分(fen)的(de)(de)(de)化學吸附(fu)和部分(fen)的(de)(de)(de)物理(li)吸附(fu)，并且(qie)可以解(jie)決(jue)在(zai)(zai)水相(xiang)條件(jian)下(xia)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)不能表面(mian)的(de)(de)(de)全包(bao)(bao)覆(fu)(fu)的(de)(de)(de)問題，的(de)(de)(de)包(bao)(bao)覆(fu)(fu)量(liang)為(wei)3.25%。

2、長(chang)鏈(lian)脂肪酸對碳酸鈣的影響

長(chang)鏈(lian)脂肪酸對(dui)碳(tan)酸鈣的形成也有(you)重要的影響。

通過在氫氧化鈣懸浮液中鼓入二氧化碳的同時，分別加入各種不同的長鏈脂肪酸——月桂酸（十二酸）、棕櫚酸（十六酸）和硬脂酸（十八酸），來探究碳酸鈣的形成。結果發現長鏈脂肪酸的加入不影響碳酸鈣的晶型，但是影響著所生成碳酸鈣粒子的形貌。當加入月桂酸時，碳酸鈣粒子的分散性提高；當加入大量的棕櫚酸和硬脂酸時，形成了微棒狀結構和紡錘狀結構。作者提出，在氫氧化鈣和二氧化碳的碳化反應過程中，一方面碳鏈的長度影響了氫氧化鈣懸浮液所形成膠束的形狀，另一方面膠束之間的接觸方式決定了形成的碳酸鈣的形貌。

研究了聚合物、脂肪酸(suan)和肥(fei)皂液等(deng)清(qing)洗(xi)劑對在(zai)硬(ying)表面(mian)上（例如不銹鋼和硅表面(mian)）活性碳酸(suan)鈣結晶(jing)、成核(he)以及沉降的影響(xiang)。從而在(zai)類似原理上指導了洗(xi)碗機在(zai)用(yong)清(qing)洗(xi)劑清(qing)洗(xi)過(guo)程(cheng)中，怎樣能夠更好(hao)的消除油污。

3、活性納(na)米碳酸(suan)鈣的應(ying)用特點

硬(ying)脂酸(suan)改性之后的(de)(de)納米碳酸(suan)鈣，作為(wei)硅樹脂、聚丙(bing)烯等有機聚合物(wu)的(de)(de)填料(liao)，有著重要的(de)(de)影響。

研究了硬脂(zhi)酸(suan)(suan)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)之后的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)對(dui)硅樹(shu)脂(zhi)復合(he)(he)材(cai)料(liao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影響。在(zai)十二(er)烷基(ji)磺酸(suan)(suan)鈉存在(zai)下，他們采用一定濃(nong)度(du)的(de)(de)CaCl2和(he)(he)(he)NH4HCO3發生反應，過濾(lv)干(gan)燥得(de)(de)(de)(de)到(dao)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)粉末。然(ran)(ran)后在(zai)甲苯存在(zai)下，一定量(liang)的(de)(de)硬脂(zhi)酸(suan)(suan)和(he)(he)(he)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)攪拌混合(he)(he)，分別得(de)(de)(de)(de)到(dao)不(bu)同硬脂(zhi)酸(suan)(suan)濃(nong)度(du)的(de)(de)表面改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)，然(ran)(ran)后加入硅樹(shu)脂(zhi)中作為填料(liao)，改(gai)(gai)善其(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，得(de)(de)(de)(de)到(dao)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)納(na)(na)(na)米(mi)復合(he)(he)材(cai)料(liao)。結(jie)果表明，表面改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)之后的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)相比未(wei)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)和(he)(he)(he)商業碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)，能(neng)夠極大的(de)(de)提(ti)高(gao)復合(he)(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)拉伸(shen)強(qiang)(qiang)度(du)、延伸(shen)率和(he)(he)(he)耐磨性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)以及阻燃性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。表面改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)也能(neng)產生強(qiang)(qiang)粘(zhan)合(he)(he)力，這使得(de)(de)(de)(de)聚合(he)(he)物(wu)鏈更牢固，聚合(he)(he)物(wu)的(de)(de)熱穩定提(ti)高(gao)。基(ji)于(yu)這些(xie)納(na)(na)(na)米(mi)復合(he)(he)材(cai)料(liao)的(de)(de)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)高(gao)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)，可(ke)以用于(yu)電(dian)纜(lan)連接器、電(dian)氣(qi)和(he)(he)(he)照明開(kai)關設備，在(zai)航空航天領域也有(you)重要價值。

研究(jiu)了硬脂酸(suan)(suan)(suan)包覆(fu)的(de)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣用(yong)(yong)于聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)基體的(de)分(fen)(fen)散性(xing)能。采(cai)用(yong)(yong)TGA分(fen)(fen)析了實際包覆(fu)之(zhi)后(hou)，碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣表(biao)面(mian)硬脂酸(suan)(suan)(suan)的(de)含量(liang)，并用(yong)(yong)場(chang)發(fa)射掃(sao)描(miao)電子顯微鏡觀察了單(dan)層和多層硬脂酸(suan)(suan)(suan)包覆(fu)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣之(zhi)后(hou)樣品在有機體中的(de)分(fen)(fen)散性(xing)能。結果表(biao)明采(cai)用(yong)(yong)硬脂酸(suan)(suan)(suan)改性(xing)之(zhi)后(hou)的(de)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣填充在聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)的(de)有機體中，能夠(gou)很好的(de)分(fen)(fen)散，它降低了粒子與粒子之(zhi)間(jian)(jian)的(de)相互作用(yong)(yong)以(yi)及聚(ju)(ju)合物(wu)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)粘附性(xing)。經過硬脂酸(suan)(suan)(suan)表(biao)面(mian)改性(xing)之(zhi)后(hou)的(de)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣，消(xiao)除了其親水性(xing)，增加了與聚(ju)(ju)合物(wu)基質(zhi)的(de)相容性(xing)。

綜(zong)上(shang)所(suo)述，硬(ying)脂(zhi)酸(suan)作為(wei)一種常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)長鏈脂(zhi)肪酸(suan)，廉(lian)價用(yong)途普遍，能夠(gou)(gou)很好(hao)的(de)(de)(de)改(gai)性(xing)納米(mi)(mi)碳酸(suan)鈣(gai)。作為(wei)廉(lian)價易得的(de)(de)(de)填料，硬(ying)脂(zhi)酸(suan)改(gai)性(xing)之后的(de)(de)(de)活性(xing)納米(mi)(mi)碳酸(suan)鈣(gai)能夠(gou)(gou)在(zai)眾多(duo)有(you)機體(ti)中很好(hao)的(de)(de)(de)分散，并且能夠(gou)(gou)提高有(you)機體(ti)的(de)(de)(de)拉伸(shen)強度(du)、延伸(shen)率和耐磨性(xing)能以及阻(zu)燃性(xing)能等機械(xie)性(xing)能和熱力學(xue)性(xing)能，所(suo)以選擇硬(ying)脂(zhi)酸(suan)對(dui)納米(mi)(mi)碳酸(suan)鈣(gai)進(jin)行改(gai)性(xing)，具有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)研究(jiu)和應用(yong)價值。