由于(yu)納米碳酸鈣(gai)(gai)的(de)(de)表面效應(ying)和親水疏油性(xing)，使未改性(xing)的(de)(de)納米碳酸鈣(gai)(gai)在應(ying)用到有機高聚物的(de)(de)過程(cheng)中出(chu)現(xian)分散(san)性(xing)、親和度差、易團聚等(deng)缺點(dian)，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響產(chan)品的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)，導致兩種材(cai)(cai)料間出(chu)現(xian)界面缺陷，并且納米碳酸鈣(gai)(gai)填(tian)充(chong)(chong)量(liang)(liang)(liang)愈(yu)高，這(zhe)些缺點(dian)愈(yu)加明顯，過量(liang)(liang)(liang)填(tian)充(chong)(chong)甚(shen)至可能破(po)壞(huai)材(cai)(cai)料原有的(de)(de)性(xing)能。

所(suo)以(yi)納米碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)一般不(bu)直接(jie)應(ying)用(yong)。而經(jing)表面改性處理后(hou)的(de)納米碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)經(jing)粒子通(tong)(tong)常(chang)形成“軟團(tuan)聚(ju)”，而這種“軟團(tuan)聚(ju)”可(ke)通(tong)(tong)過(guo)機械剪切(qie)和超聲(sheng)波振蕩解(jie)開，應(ying)用(yong)過(guo)程中，稍(shao)加(jia)處理即可(ke)。所(suo)以(yi)，對納米碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)進行表面改性意義非凡。

納米碳酸鈣改性劑種類

納米(mi)碳酸鈣的(de)改(gai)性途(tu)徑通常(chang)主(zhu)要采用接(jie)枝、偶(ou)聯反應，根據(ju)結(jie)構(gou)與特性的(de)差異，可(ke)以(yi)將改(gai)性劑(ji)劃分為表面活性劑(ji)、偶(ou)聯劑(ji)、聚合物和無機物。

表面活性劑

目前應用較多的表面活性劑有脂(zhi)肪(fang)酸、磷酸酯及高分子化合(he)物(wu)等。

脂肪酸改性劑分子一(yi)端的(de)長鏈烷基(ji)(ji)結構和(he)高聚(ju)物(wu)相(xiang)(xiang)似，根據相(xiang)(xiang)似形容(rong)原理(li)，他們能較好的(de)與(yu)高聚(ju)物(wu)基(ji)(ji)體相(xiang)(xiang)容(rong)；分子另一(yi)端的(de)羧基(ji)(ji)等極性基(ji)(ji)團(tuan)，可以(yi)在無機物(wu)（如納米碳酸鈣(gai)）表面(mian)發生物(wu)理(li)或化學吸附。

磷(lin)酸酯主要是通過磷(lin)酸根離子與鈣離子反應生(sheng)成磷(lin)酸鹽包(bao)覆在(zai)碳酸鈣表(biao)面進行改(gai)性，來改(gai)善納米碳酸鈣表(biao)面親(qin)油疏水性能。

高分子化(hua)(hua)合物通過控(kong)制納米顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)粒(li)徑(jing)改變(bian)其表面(mian)狀(zhuang)態進(jin)行(xing)改性(xing)，含(han)有(you)磺酸基(ji)(ji)團或(huo)羧酸基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)高分子化(hua)(hua)合物可作為(wei)改性(xing)劑使用，大(da)多是一些可電離(li)的(de)(de)(de)基(ji)(ji)團。

偶聯劑

偶聯(lian)劑是(shi)通(tong)過分(fen)子(zi)中的(de)(de)兩種(zhong)基團(tuan)分(fen)別與碳(tan)酸(suan)(suan)鈣表面的(de)(de)官能團(tuan)發(fa)生化學反應或物(wu)理纏繞將碳(tan)酸(suan)(suan)鈣與有機(ji)體兩種(zhong)性(xing)質迥(jiong)異的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)結合起(qi)來進行(xing)改(gai)性(xing)的(de)(de)，通(tong)過納米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣表面分(fen)子(zi)橋，提高(gao)了納米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣與有機(ji)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)相容(rong)性(xing)。

鈦(tai)酸(suan)酯偶(ou)聯劑(ji)和鋁酸(suan)酯偶(ou)聯劑(ji)是目前應用較為(wei)普(pu)遍的偶(ou)聯劑(ji)類納米(mi)碳酸(suan)鈣改(gai)性(xing)劑(ji)。

聚合(he)物與無(wu)機物

聚(ju)合物是通(tong)過(guo)定向吸(xi)附(fu)(fu)在碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)表(biao)面(mian)形(xing)成物理或化(hua)學吸(xi)附(fu)(fu)層并(bing)使其具(ju)有(you)電荷特性(xing)(xing)，來阻(zu)止(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)(gai)粒子(zi)團聚(ju)結塊達到改善分(fen)散性(xing)(xing)目的(de)的(de)一類改性(xing)(xing)劑。無機電解質作為改性(xing)(xing)劑吸(xi)附(fu)(fu)在納米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)面(mian)，能(neng)夠明顯提高納米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)面(mian)電位的(de)值，同時(shi)納米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)面(mian)與水的(de)潤(run)濕程度也得(de)到了增強，一定程度上阻(zu)止(zhi)了納米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)在水中的(de)聚(ju)集。常(chang)用的(de)無機電解質改性(xing)(xing)劑有(you)鋁酸(suan)鈉、硅酸(suan)鈉、明礬、縮合磷酸(suan)等(deng)。

納米碳酸鈣改性方法

目前用于納米(mi)碳酸鈣表面(mian)改(gai)(gai)性(xing)的方法(fa)主要有：局部化學反應改(gai)(gai)性(xing)、表面(mian)包覆改(gai)(gai)性(xing)、微(wei)乳液(ye)改(gai)(gai)性(xing)、機械改(gai)(gai)性(xing)及高(gao)能表面(mian)改(gai)(gai)性(xing)。

局部化學反應改性(xing)

局部(bu)化學反應(ying)改性方法(fa)主(zhu)要通過(guo)納(na)米碳酸鈣表(biao)面官能團與改性劑(ji)間發(fa)生化學反應(ying)來達到改性目的，分為(wei)干(gan)法(fa)和濕法(fa)兩種工藝(yi)。

干(gan)法改(gai)(gai)性(xing)(xing)：干(gan)法改(gai)(gai)性(xing)(xing)是(shi)(shi)將納(na)米碳(tan)(tan)酸鈣(gai)加入(ru)(ru)高速捏合機中，旋轉(zhuan)、加熱，加熱到一定溫度時加入(ru)(ru)表面(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)劑、進行捏合改(gai)(gai)性(xing)(xing)。干(gan)法改(gai)(gai)性(xing)(xing)采(cai)用(yong)物理共混方法，工(gong)藝較(jiao)簡單(dan)，但是(shi)(shi)由于納(na)米碳(tan)(tan)酸鈣(gai)的(de)粒徑很小，在40-60nm之間，有較(jiao)大(da)的(de)比表面(mian)積、靜電，極易(yi)凝(ning)成較(jiao)大(da)的(de)顆粒、團聚，使納(na)米碳(tan)(tan)酸鈣(gai)粒子活化度變(bian)低(di)，分(fen)散(san)性(xing)(xing)差(cha)，故改(gai)(gai)性(xing)(xing)效果不(bu)理想。

濕法改(gai)性：濕法改(gai)性是在碳(tan)化后期(qi)把表面改(gai)性劑加至納米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)懸浮(fu)液中(zhong)進行表面處理(li)，在一定(ding)溫度、攪拌條件(jian)下完成表面改(gai)性。濕法改(gai)性為碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)生(sheng)產廠家所采(cai)用(yong)，其工藝流程為：

1.制(zhi)備(bei)一(yi)定(ding)(ding)質量(liang)的Ca(OH)2懸(xuan)浮液，加熱(re)、攪(jiao)拌條件下加入適量(liang)的晶型控制(zhi)劑(ji)，然后通(tong)入CO2和N2的混合氣(qi)體，進行碳化，采(cai)用(yong)滴(di)定(ding)(ding)法測定(ding)(ding)碳化率測定(ding)(ding)碳化率；

2.在納米碳酸鈣懸浮液中加(jia)入適量的表面(mian)改性劑(ji)，充分攪拌，使表面(mian)改性劑(ji)均(jun)勻(yun)的包覆于納米碳酸鈣表面(mian)；

3.經抽濾(lv)、干燥、粉碎(sui)、過篩(shai)得到濕(shi)法改性(xing)的納(na)米(mi)碳酸(suan)鈣(gai)粒(li)子。

表(biao)面包覆改性方法

是指表(biao)面改(gai)性劑和(he)納米碳(tan)酸鈣表(biao)面之間僅依靠(kao)范(fan)德瓦耳斯力(li)或(huo)物理方(fang)法連(lian)接卻沒(mei)有發生(sheng)化學反應的改(gai)性方(fang)法。

 這種方法可(ke)以在制備(bei)納(na)米碳酸鈣(gai)(gai)的(de)(de)同時在溶液(ye)中加(jia)入表(biao)面活性(xing)劑，達到制備(bei)和改(gai)性(xing)同步進行的(de)(de)目的(de)(de)，因為表(biao)面活性(xing)劑的(de)(de)存(cun)在使這種方法生產出來的(de)(de)碳酸鈣(gai)(gai)分散性(xing)能(neng)得(de)到很好的(de)(de)改(gai)善(shan)。

微乳液改性方法(fa)

微乳液改性方法又(you)稱(cheng)膠囊化改性，這種(zhong)方法是通過在納米碳酸鈣表面(mian)包(bao)上一層其他物質的膜(mo)，改變粒子表面(mian)固有特性來進行改性的。

此法雖然(ran)和表面(mian)(mian)包覆(fu)改(gai)(gai)性方(fang)法類似(si)，但是(shi)這種方(fang)法改(gai)(gai)性后(hou)包在(zai)納(na)米碳酸鈣表面(mian)(mian)的一層膜(mo)相對(dui)表面(mian)(mian)包覆(fu)改(gai)(gai)性的較為均勻。

機械(xie)化學改性(xing)方法(fa)

機(ji)械化學改(gai)性(xing)方法(fa)是利用強烈(lie)機(ji)械力作用有目的(de)的(de)粒子(zi)表面(mian)，使分子(zi)晶(jing)格發(fa)生(sheng)位移，來(lai)改(gai)變(bian)其物(wu)(wu)理(li)化學結(jie)(jie)構和表面(mian)晶(jing)體(ti)結(jie)(jie)構，提高粒子(zi)與(yu)有機(ji)物(wu)(wu)或(huo)無(wu)機(ji)物(wu)(wu)的(de)反應活(huo)性(xing)的(de)改(gai)性(xing)方法(fa)。

對(dui)于大顆粒的碳酸(suan)鈣這種改(gai)性方(fang)法非常有效(xiao)，就納米(mi)級碳酸(suan)鈣來說，由(you)于其本身(shen)粒徑很小，通過機(ji)械粉碎(sui)、研磨的機(ji)械化學改(gai)性方(fang)法就不(bu)再能發揮出(chu)優異的改(gai)性效(xiao)果。

結語

充分發揮納(na)米粒(li)子(zi)的(de)(de)納(na)米效(xiao)應，改善(shan)納(na)米粒(li)子(zi)的(de)(de)表(biao)面性(xing)質，提高納(na)米粒(li)子(zi)在(zai)基體中(zhong)的(de)(de)分散性(xing)、相容性(xing)，制(zhi)備性(xing)能優異的(de)(de)復合材(cai)料，將會拓(tuo)寬材(cai)料的(de)(de)應用領域。

納米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)作為碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)領域的(de)產品(pin)，隨著我(wo)國納米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)質(zhi)量的(de)提高，成本在(zai)不(bu)斷(duan)降低(di)，現在(zai)不(bu)僅能替代(dai)進口(kou)，而(er)且開始出(chu)口(kou)到國際(ji)市(shi)(shi)場(chang)，相信(xin)國產納米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)市(shi)(shi)場(chang)前景(jing)將越發壯闊(kuo)。