碳酸(suan)(suan)鈣是一種重(zhong)(zhong)要的(de)、用途的(de)化工原料(liao)(liao)，作為(wei)補強劑和填充(chong)劑被(bei)應用于橡膠、造紙、油墨、涂料(liao)(liao)、塑料(liao)(liao)、食(shi)品(pin)、化妝品(pin)等行業中(zhong)。根(gen)據碳酸(suan)(suan)鈣生產方(fang)法的(de)不同，可以將其分為(wei)輕質(zhi)(zhi)碳酸(suan)(suan)鈣和重(zhong)(zhong)質(zhi)(zhi)碳酸(suan)(suan)鈣與納米(mi)碳酸(suan)(suan)鈣。

輕質碳酸鈣(gai)又稱沉淀碳酸鈣(gai)，是用化學加工方法(fa)(fa)制得；重質碳酸鈣(gai)又稱研磨碳酸鈣(gai)，是用機械(xie)方法(fa)(fa)直接粉(fen)碎天然的石灰石、方解石、白堊等制備(bei)。

重質碳酸(suan)鈣和(he)輕質碳酸(suan)鈣的粒度和(he)表面(mian)特(te)征存在一(yi)定的差(cha)異(yi)，因而(er)在使用效果上也(ye)會存在差(cha)別。

納米碳酸(suan)鈣是(shi)指粒度大小在1~100nm的碳酸(suan)鈣產品，包括超(chao)細(xi)和超(chao)微(wei)細(xi)碳酸(suan)鈣兩種產品。

改性方法總結

重質(zhi)碳(tan)酸鈣的改(gai)性(xing)方法

物理涂覆改性

物理(li)涂覆(fu)(fu)改(gai)性是將改(gai)性劑與(yu)重質碳(tan)酸鈣以(yi)一定的(de)(de)比例混合，在分(fen)散力(li)的(de)(de)作用下，改(gai)性劑通過范德華力(li)或靜電引(yin)力(li)等物理(li)作用力(li)吸附在重質碳(tan)酸鈣表面，形成單(dan)層、雙層或多層包覆(fu)(fu)層。

表面化學改性

表面化(hua)學(xue)改(gai)性(xing)(xing)(xing)是(shi)指通過一定(ding)的方法，利用改(gai)性(xing)(xing)(xing)劑分(fen)(fen)子(zi)中(zhong)的官(guan)能(neng)團和(he)(he)重(zhong)質碳酸(suan)鈣粉(fen)體(ti)表面的活性(xing)(xing)(xing)點進行化(hua)學(xue)反應或化(hua)學(xue)吸附，使改(gai)性(xing)(xing)(xing)劑包覆(fu)在重(zhong)質碳酸(suan)鈣顆粒的表面，增強重(zhong)質碳酸(suan)鈣與填(tian)充有(you)機基(ji)體(ti)的相(xiang)容性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)分(fen)(fen)散性(xing)(xing)(xing)，從而改(gai)善復合材(cai)料(liao)的加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)物理(li)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。

機(ji)械力化學改性

機械力化學(xue)改性是(shi)利(li)用(yong)粉碎、摩擦等機械手(shou)段，使重質碳酸鈣粉體的(de)晶(jing)格發(fa)生位移、晶(jing)型發(fa)生變(bian)化，與(yu)此同時體系(xi)溫度升高(gao)，內能增大。

在重(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸鈣的(de)工業(ye)生(sheng)產中(zhong)，研磨粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)和(he)表(biao)(biao)面改性一般是分開進行，若(ruo)在重(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸鈣粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)的(de)過(guo)程中(zhong)同時加入改性劑對(dui)其表(biao)(biao)面進行改性，不僅能利用粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)的(de)物理機械力來增強表(biao)(biao)面改性效果(guo)，還可防止(zhi)重(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸鈣顆(ke)粒(li)過(guo)細而導致的(de)團聚現象發生(sheng)。

表面沉積改性

表面(mian)(mian)沉(chen)積(ji)改(gai)性(xing)是(shi)采(cai)用合適的方(fang)法將改(gai)性(xing)劑沉(chen)淀在重質碳酸鈣的表面(mian)(mian)，是(shi)無(wu)機礦物(wu)顏(yan)料表面(mian)(mian)改(gai)性(xing)常用的方(fang)法之(zhi)一(yi)。

適合工業化生產，工藝流程(cheng)簡單，通過(guo)控制反應條件，可以獲得合適的粒徑(jing)和純(chun)度。

輕質碳酸鈣改性方法

脂肪酸（鹽）改性

硬(ying)脂(zhi)酸（鹽(yan)）是(shi)碳酸鈣常用(yong)的表面改性劑。其改性工藝可(ke)以采(cai)用(yong)干(gan)法，也可(ke)以采(cai)用(yong)濕法。一(yi)般濕法工藝要使用(yong)硬(ying)脂(zhi)酸鹽(yan)，如硬(ying)脂(zhi)酸鈉。

除了(le)硬(ying)脂酸(suan)（鹽）外(wai)，其他脂肪酸(suan)（酯），如(ru)磷酸(suan)鹽和磺酸(suan)鹽等也(ye)可用于碳酸(suan)鈣的(de)表面(mian)改性。研究表明(ming)，用一(yi)種特殊結構的(de)多聚(ju)(ju)磷酸(suan)酯（ADDP）對(dui)碳酸(suan)鈣進行表面(mian)改性后，碳酸(suan)鈣粒子表面(mian)疏水親油，在油中的(de)平均團(tuan)聚(ju)(ju)粒徑減小。

用(yong)脂(zhi)肪(fang)酸（鹽）改性處(chu)理后的活性碳酸鈣主(zhu)要應用(yong)于填充聚氯乙烯塑(su)料(liao)、電(dian)纜(lan)材料(liao)、膠粘劑、油墨(mo)、涂(tu)料(liao)等。

偶聯劑改性

偶聯劑是(shi)兩性(xing)(xing)結構化合物(wu)，通過(guo)反應(ying)基團(tuan)與(yu)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)表面羥基進行化學(xue)鍵合，其分子的(de)極性(xing)(xing)基團(tuan)，可以和碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)顆(ke)粒表面的(de)官能(neng)團(tuan)反應(ying)，形成穩定的(de)化學(xue)鍵。而(er)另一端可與(yu)有機(ji)高分子發生化學(xue)反應(ying)或物(wu)理纏(chan)繞，從(cong)而(er)把兩種極性(xing)(xing)差(cha)異大的(de)材(cai)料緊(jin)密(mi)結合起來，并具有很好的(de)相容性(xing)(xing)，且賦予(yu)復(fu)合材(cai)料較好的(de)物(wu)理、機(ji)械性(xing)(xing)能(neng)。

按(an)其結構可分(fen)為硅烷類、鈦(tai)酸酯類、鋁(lv)酸酯類、鈦(tai)鋁(lv)酸酯、鋯(gao)鋁(lv)酸鹽及配合物。

聚合物改性

采(cai)用聚(ju)(ju)(ju)(ju)合物對碳酸鈣進行表(biao)面改性，可以改進碳酸鈣在有機(ji)或無(wu)機(ji)相（體系）中的穩(wen)定性。這(zhe)些(xie)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合物包(bao)括低聚(ju)(ju)(ju)(ju)物、高聚(ju)(ju)(ju)(ju)物和水溶性高分子，如聚(ju)(ju)(ju)(ju)甲基丙烯(xi)酸甲酯（PMMA）、聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙(yi)二醇(chun)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)醇(chun)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)馬來酸、聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)酸、烷氧基苯乙(yi)烯(xi)-苯乙(yi)烯(xi)磺酸的共(gong)聚(ju)(ju)(ju)(ju)物、聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)等。

等離子和輻射改性

采用感應耦合(he)(he)(he)輝光(guang)放電等離子系統，并用氬（Ar）和高純(chun)丙烯（C3H6）混合(he)(he)(he)氣(qi)(qi)體(ti)作(zuo)為等離子體(ti)處體(ti)對重質碳(tan)酸鈣（1250目）粉末進行低溫(wen)等離子體(ti)改性(xing)結果表(biao)明，經(jing)Ar-C3H6混合(he)(he)(he)氣(qi)(qi)體(ti)處理的(de)碳(tan)酸鈣填料(liao)與聚(ju)丙烯（PP）有較好(hao)的(de)界面(mian)黏(nian)合(he)(he)(he)性(xing)。

納米碳酸鈣改性(xing)方法(fa)

1.局部化學反應改性(xing)

局部化(hua)學反(fan)應改性(xing)是(shi)先加入處(chu)理劑(ji)（偶聯(lian)劑(ji)、有機(ji)物(wu)、無機(ji)物(wu)等），然后(hou)納米碳(tan)酸鈣表面官(guan)能團與它發生(sheng)化(hua)學反(fan)應達(da)到改性(xing)目的的一種方法(fa)。目前(qian)納米碳(tan)酸鈣表面改性(xing)應用的就是(shi)這種方法(fa)。

局部化學(xue)反應改性(xing)工藝(yi)主要有干(gan)法(fa)和濕法(fa)兩種。干(gan)法(fa)是在改性(xing)劑(ji)(ji)(ji)中依次(ci)加入(ru)納米碳酸鈣粉末和表(biao)(biao)面(mian)改性(xing)劑(ji)(ji)(ji)，進(jin)行表(biao)(biao)面(mian)改性(xing)。適合(he)于用(yong)偶聯劑(ji)(ji)(ji)進(jin)行表(biao)(biao)面(mian)改性(xing)。

2.表(biao)面(mian)包覆改(gai)性(xing)

納(na)米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)顆粒與(yu)包覆(fu)物(wu)(wu)兩者通過(guo)范德華(hua)力或(huo)物(wu)(wu)理(li)方法連接起來的(de)(de)一(yi)種(zhong)改性(xing)方法。將(jiang)表(biao)面(mian)改性(xing)劑(ji)或(huo)超(chao)分散劑(ji)加入(ru)到納(na)米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)(de)制備溶(rong)液中，在生產(chan)納(na)米碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)(de)同時，將(jiang)表(biao)面(mian)改性(xing)劑(ji)包覆(fu)在碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)(de)表(biao)面(mian)，使終產(chan)物(wu)(wu)以均(jun)勻顆粒的(de)(de)形式存在。

3.母料填料改性

母(mu)(mu)(mu)(mu)料(liao)填(tian)(tian)料(liao)是(shi)一種新型填(tian)(tian)料(liao)，通過將一定比例(li)的(de)樹脂母(mu)(mu)(mu)(mu)粒(li)、碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)及表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑混(hun)合，制得母(mu)(mu)(mu)(mu)料(liao)填(tian)(tian)料(liao)的(de)同時對(dui)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)進行(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)改性。根據所用基體樹脂的(de)不同，常見的(de)母(mu)(mu)(mu)(mu)料(liao)填(tian)(tian)料(liao)主要(yao)有聚乙烯蠟碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)母(mu)(mu)(mu)(mu)粒(li)、無(wu)規則聚丙烯碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)母(mu)(mu)(mu)(mu)粒(li)（APP母(mu)(mu)(mu)(mu)料(liao)）和樹脂碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)母(mu)(mu)(mu)(mu)粒(li)填(tian)(tian)料(liao)等。

4.高性能表面改(gai)性

利用等離(li)子(zi)體(ti)或高能(neng)射線（如(ru)X射線、γ射線等）進行(xing)改(gai)性(xing)(xing)的一(yi)種方(fang)法。等離(li)子(zi)體(ti)對CaCO3粉體(ti)的表面(mian)(mian)改(gai)性(xing)(xing)主要是利用等離(li)子(zi)體(ti)聚合技術，首先使單(dan)體(ti)活化產生(sheng)氣(qi)相自由基(ji)，然后吸(xi)附在(zai)(zai)固體(ti)表面(mian)(mian)成為表面(mian)(mian)自由基(ji)，進而與等離(li)子(zi)體(ti)或氣(qi)相原始單(dan)體(ti)發生(sheng)聚合反應(ying)，在(zai)(zai)碳酸鈣表面(mian)(mian)形(xing)成聚合物薄膜，達到改(gai)性(xing)(xing)。

結語

總之(zhi)，表(biao)面改性(xing)(xing)是提(ti)升碳酸鈣應用性(xing)(xing)能、提(ti)高(gao)適用性(xing)(xing)、拓(tuo)展市場(chang)和(he)用量所必須(xu)的重要手段(duan)。表(biao)面改性(xing)(xing)后的碳酸鈣，由傳統的填充劑(ji)變成(cheng)了多功(gong)能的改性(xing)(xing)劑(ji)，應該范圍更(geng)廣，更(geng)受歡迎。

未(wei)來，功能化、專用(yong)(yong)化將(jiang)成(cheng)為碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)發(fa)展的主要趨勢(shi)，并且產品(pin)(pin)結構(gou)也將(jiang)發(fa)生很大(da)變(bian)化。產品(pin)(pin)如納米級碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)、超(chao)微(wei)細(xi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)、醫(yi)用(yong)(yong)級和(he)食(shi)品(pin)(pin)級碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)；各種表面改性(xing)的專用(yong)(yong)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)，如天然橡(xiang)膠(jiao)專用(yong)(yong)、合成(cheng)橡(xiang)膠(jiao)專用(yong)(yong)、涂料(liao)專用(yong)(yong)輕質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)，這(zhe)些高附加值碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)產品(pin)(pin)市(shi)場需求量會越來越大(da)，而產品(pin)(pin)質量也必將(jiang)是企業生存和(he)發(fa)展的關(guan)鍵(jian)！