浅谈偶联剂在改性碳酸钙的发展趋势
2024年活性碳酸钙市场前景分析
活性碳酸钙市场前景分析1. 引言活性碳酸钙是一种重要的化学品，广泛应用于多个行业。
本文将对活性碳酸钙市场的前景进行分析，包括市场规模、供需情况、行业发展趋势等方面，为相关企业和投资者提供参考。
2. 市场规模根据市场调研数据，活性碳酸钙市场在过去几年呈现稳定增长的态势。
随着工业化进程的推进和人民生活水平的提高，活性碳酸钙在建材、塑料、橡胶等行业中的需求不断增加。
预计未来几年该市场规模将继续扩大，呈现出良好的发展势头。
3. 供需情况活性碳酸钙的供需状况直接影响着市场的发展。
目前，活性碳酸钙的产能已基本满足市场需求，但随着需求的增加，供应压力将逐渐增大。
为了保障市场供应，相关企业应加大生产力度，提高生产效率，并加强市场调研，及时根据市场需求做出调整。
4. 行业发展趋势活性碳酸钙市场的发展受多个因素的影响。
首先，环保意识的提高将促使活性碳酸钙在节能环保材料领域的应用增加，同时也会推动相关技术的发展。
其次，建筑业和汽车制造业等行业的发展将直接带动对活性碳酸钙的需求增加。
此外，国家政策对产业发展的支持和鼓励也将成为促进活性碳酸钙市场增长的重要推动力。
5. 市场竞争态势当前，活性碳酸钙市场竞争激烈。
市场上存在着多家生产商，产品质量和价格差异较大。
竞争企业应加强技术创新和产品升级，不断提高产品质量和性能。
此外，企业还需加强市场营销，拓展销售渠道，提高品牌知名度和市场占有率。
6. 风险与挑战活性碳酸钙市场发展面临一些风险与挑战。
首先，原材料价格波动可能导致成本变化，进而影响企业利润。
其次，技术进步和市场变化可能使一些传统生产商难以适应市场需求。
此外，政策调整和贸易摩擦等因素也会对市场产生一定的不确定性。
因此，企业应密切关注市场动态，及时调整策略，规避风险。
7. 总结综上所述，活性碳酸钙市场前景广阔，市场规模将持续扩大。
供需状况紧密影响着市场发展，需求的增加将加大供应压力。
行业发展趋势将受到环保意识提高、建筑业和汽车制造业等行业发展以及国家政策等多个因素的推动。
三种偶联剂改性CaCO3的影响因素及效果评定
关键 词 ： 碳酸钙 ； 硅 炕 偶联 剂 ； 钛酸酯偶联剂 ； 改性
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｂ ３ ２ １
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ６ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ６ ４ — ０ ５
碳 酸 钙作 为重 要 的无 机 粒 子 填料 之 一 ， 因其
优异 的性 能被 广 泛 用 于涂 料 、 橡胶、 塑料、 造 纸 等 领域 口 ］ 。 现 今 使 用 的 碳 酸 钙 多 为 粒 径 很 小 的 超
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堕 —
高 速 搅 拌 ｌ混 合 液 ｌ
细碳 酸 钙 ， 其表 面 能 很 高， 粒 子 之 间 易 聚 集 成 团＿ ＿ ５ ］ ， 表面 性能 与有 机大分 子材 料有 较大 的差 异 ，
改性， 通 过对 改性 碳 酸 钙 活 化指 数 影 响 因素 的 分
图 １ 偶 联 剂 改 性 碳 酸 钙 流 程 图
Ｆｉ ｇ ． １ Ｆｌ ｏ ｗ ｄｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ Ｃａ Ｃ０３ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ ｃ ｏ ｕ ｐｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ
采用 Ｊ Ｓ Ｍ一 ６ ４ ８ ０扫 描 电镜 （ 日本 Ｊ Ｅ ＯＬ公 司 ）
Ｃ ａ Ｃ Ｏ。 （ １ ０ ０ ０～ １ ０ ０ ｎ ｍ） ， 钛 酸 酯 偶 联 剂
ＫＨ１ ０ １ ，硅 烷 偶 联 剂 ＫＨ１ ５ ｌ ，硅 烷 偶 联 剂
ＫＨ５ ７ ０ ， 环己酮， 丙酮 ， 以 上试 剂 均 为 分 析 纯 ； 液
三种 偶 联 剂 改性 Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ 的影 响 因素及 效 果评 定
了解碳酸钙晶须表面改性、应用领域及产业现状
了解碳酸钙晶须表面改性、应用领域及产业现状碳酸钙晶须是复合材料的高性能加强增韧剂，当其添加到高分子材料中时，常因分散不均而造成与基体的结合力差，尤其是使用高填充量时，会导致复合材料的性能急剧下降，以至于制品难以加工和使用。
硫酸钙晶须分散性差的重要原因是由于碳酸钙晶须表面碳酸根离子，有相当大的比例可被水解，导致粒子表面因存在大量的羟基而变为亲水疏油，在有机介质中难于均匀分散，与基料之间没有结合力，造成界面缺陷。
依据氢键作用理论，碳酸钙粒子干燥时，表面羟基相互作用形成氢键，粒子间依靠氢键作用而相互聚集，从而形成硬团聚。
1、碳酸钙晶须表面改性（1）为什么要表面改性？对碳酸钙晶须进行表面改性，可以降低表面能，减小碳酸钙颗粒间的附聚力，改善在基体中的分散性和分散稳定性，降低两相界面张力，调整疏水性，提高与高分子材料之间的润湿性和结合力，从而改善复合材料的性能。
（2）如何进行表面改性？碳酸钙晶须表面改性可借助轻质碳酸钙和重质碳酸钙表面改性的讨论成果，可选用的改性剂种类较多，如偶联剂（钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂）、硬脂酸及其盐类、十八酸锌等。
实在选用时，需要综合考虑基体材料的表面性质、改性产品的用途、质量要求、处理工艺以及表面改性剂的成本等因素。
表面改性的核心是，削减碳酸钙晶须使用过程中的自身团聚，尽量提高碳酸钙晶须与基体树脂的相容性。
讨论表明：硬脂酸钠对碳酸钙晶须的改性效果最好，改性后的碳酸钙晶须填充到PP中，起到了较好的加强增韧作用。
碳酸钙晶须表面改性处理方法同一般碳酸钙产品一样，重要有两种：一种是直接混合法，把表面处理剂与晶须、基体树脂一起直接混合；另一种方法是先预处理晶须，使表面处理剂先包覆在晶须表面，然后再与基体树脂混合。
两者相比，后一种处理方法效果更好一些。
2、碳酸钙晶须的应用领域碳酸钙晶须与传统的粒状碳酸钙具有相同的组分，可应用于一般碳酸钙的全部使用领域。
除此之外，碳酸钙晶须还具有无机晶须高强度、高弹性模量等优点，相比纳米碳酸钙，其产能团聚可能性少，可以更有效的发挥增韧、加强作用。
纳米碳酸钙改性技术进展和应用现状
纳米碳酸钙改性技术进展和应用现状目前用于纳米碳酸钙表面改性的方法重要有：局部化学反应改性、表面包覆改性、微乳液改性、机械改性及高能表面改性。
1纳米碳酸钙表面改性技术优缺点对比局部化学反应改性方法重要通过纳米碳酸钙表面官能团与改性剂间发生化学反应来达到改性目的，分为干法和湿法两种工艺。
将碳酸钙粉和表面改性剂同时投放到捏合机中进行高速捏合的方法称为干法改性。
此法操作简单，出料便于运输且可直接包装。
干法改性所得产品表面不均匀，适合低档碳酸钙粉末的生产，但因操作工艺简单而被广泛采纳。
适合干法改性的改性剂重要有钛酸脂、铝酸脂、磷酸脂等偶联剂。
湿法改性是将碳酸钙和改性剂在液相中共混，通过改性剂在碳酸钙表面包覆形成双膜结构来进行改性的，湿法改性虽然效果很好，但是工艺较为多而杂。
水溶性的表面活性剂较适合湿法改性工艺，这类水溶性表面活性剂重要有高级脂肪酸及其盐等。
表面包覆改性方法是指表面改性剂和纳米碳酸钙表面之间仅依靠范德瓦耳斯力或物理方法连接却没有发生化学反应的改性方法。
这种方法可以在制备纳米碳酸钙的同时在溶液中加入表面活性剂，达到制备和改性同步进行的目的，由于表面活性剂的存在使这种方法生产出来的碳酸钙分散性能得到很好的改善。
微乳液改性方法又称胶囊化改性，这种方法是通过在纳米碳酸钙表面包上一层其他物质的膜，更改粒子表面固有特性来进行改性的。
此法虽然和表面包覆改性方法仿佛，但是这种方法改性后包在纳米碳酸钙表面的一层膜相对表面包覆改性的较为均匀。
机械化学改性方法是利用猛烈机械力作用有目的的激活粒子表面，使分子晶格发生位移，来更改其物理化学结构和表面晶体结构，提高粒子与有机物或无机物的反应活性的改性方法。
对于大颗粒的碳酸钙这种改性方法特别有效，就纳米级碳酸钙来说，由于其本身粒径很小，通过机械粉碎、研磨的机械化学改性方法就不再能发挥出优异的改性效果。
值得一提的是，机械化学改性方法虽不能单独见效，但因其能显著加添纳米碳酸钙的活性基团与表面活性点，因此结合其他改性方法协同作用亦不失为一种有效方案。
铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的反应及其偶联机理的研究
铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的反应及其偶联机理的研究铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的反应及其偶联机理的研究铝酸酯偶联剂（aluminum stearate coupling agent）是一种常用于改性填料表面的有机化合物，它能有效提高填料与基体树脂之间的相容性，从而改善材料的力学性能、热稳定性和耐候性。
在这篇文章中，我们将从铝酸酯偶联剂的定义、特性及应用入手，深入探讨其在碳酸钙表面上的反应及偶联机理的研究成果。
在全面了解这一主题的基础上，我们将得出结论和个人观点，以更好地促进对这一领域的学术交流和思考。
1. 铝酸酯偶联剂的定义及特性铝酸酯偶联剂，是一类在化学结构上含有活性羟基（－OH）及羧基（－COOH）官能团的润湿性物质，通常是以无机碱和有机酸相互反应合成而成，具有疏水性和亲油性的特点。
它是一种常见的填料表面改性剂，在填料与树脂相互作用中发挥着重要作用。
2. 铝酸酯偶联剂的应用铝酸酯偶联剂主要应用于填充材料的改性中，如玻璃纤维增强塑料、橡胶制品、涂料、油墨等领域。
其主要功能是在填料表面形成一层保护膜，使填料分散性增强，与树脂更好地相互结合，从而提高材料的力学性能和耐老化性能。
3. 铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的反应研究针对铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的反应研究，学术界进行了大量探索和实验。
研究表明，铝酸酯偶联剂与碳酸钙表面发生的反应是一个复杂的化学过程，主要包括物理吸附、化学吸附和化学键合等多种方式。
通过表面分析技术、光谱技术和热分析技术等手段，研究人员发现，铝酸酯偶联剂与碳酸钙表面发生的化学反应主要是羟基和羧基与表面羟基或碳酸基团之间的键合作用。
4. 铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的偶联机理铝酸酯偶联剂在碳酸钙表面上的偶联机理包括物理吸附、化学吸附和化学键合等多个阶段。
铝酸酯偶联剂的亲油性使其易于附着在碳酸钙表面上，并形成物理吸附层。
随后，由于偶联剂分子中的羟基与碳酸钙表面上的氢氧基团发生氢键作用，进行化学吸附。
碳酸钙表面改性探究
碳酸钙表面改性探究作者：王翔许苗苗来源：《科技创新与应用》2016年第02期摘要：碳酸钙经过改性活化处理后，具有高度的疏水性。
分子的结构发生改变、粒度分布更加均匀。
其具有白度高、流动性优良、光度好、分布均匀、填充量大等特点，并有良好的润滑性、分散性及有机性。
与塑料、橡胶的分子间亲和能力强、填充量是普通碳酸钙的3-6倍，生产成本降低显著。
因此，文章主要针对目前碳酸钙的广泛应用，进行探究碳酸钙改性的方法及常用的改性剂，以便碳酸钙改性得到进一步发展。
关键词：碳酸钙；表面改性；活性碳酸钙前言碳酸钙是一种白色粉末，无味无臭的化合物，它有很多俗称，像灰石、石灰石、大理石等等。
碳酸钙不溶于水，但是却溶于像盐酸等这样的酸，溶解在酸中会放出大量的气体。
碳酸钙在地球上很常见，不仅存在动物的骨骼或者外壳中，也存在于方解石、大理石等岩石中。
碳酸钙有无定型和结晶型两种形态，碳酸钙是一种无机化合物，也是一种粉末产品。
碳酸钙凭借着价格低廉、无毒无味、白度高、硬度好等特点在橡胶和塑料生产过程中广泛用作填料碳[1]。
据统计，在塑料制品制造过程中无机填料大部分是碳酸钙，约占填料用量的70%。
碳酸钙分为天然矿石粉碎而得的重质碳酸钙（GCC）和经过化学过程生产的沉淀碳酸钙（PCC）[2]。
因PCC的生产工艺复杂且昂贵，同时会带来环境污染，今后的发展趋势是更多的使用GCC代替PCC[3]。
通常未经过改性的GCC具有亲水性表面，然而其与极性有机聚合物的亲和性较差，在基料中易造成分散的不均匀或积聚现象，从而导致填料与聚合物之间产生相异界面，这种缺陷容易产生应力集中现象，以致填充复合材料机械力学性能下降，发生断裂现象[4]。
1 碳酸钙改性方法及特点1.1 粒径细化使GCC粉末粒度微细化或超微细化，以提高填充剂在制品中的分布均匀。
主要对传统的碳酸钙生产工艺的碳化、粉化及脱水干燥等技术进行升级改造，使其生产工艺变的复杂了，条件也变得难以实现，同时产品成本提高很多。
铝酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙效果研究
文章编号:1008-7524(2005)03-0004-03铝酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙效果研究Ξ刘立华,刘会媛,刘冬莲(唐山师范学院化学系,河北唐山 063000) 摘要:研究了铝酸酯偶联剂对纳米碳酸钙湿法表面改性的工艺过程,通过沉降速度表征确定了最佳改性条件,通过BET 和吸油值等表面物化性能评价了纳米碳酸钙的改性效果,同时将粉体添加到有机硅密封胶中测定对流变性能的影响。
实验结果表明:改性纳米碳酸钙粉体表面性质发生了明显的变化,比表面积增大,亲油性和在有机相中的分散性明显提高,增强了有机硅密封胶的流变性能。
关键词:纳米碳酸钙;表面改性;效果;沉降中图分类号:TQ062 文献标识码:A0 引言纳米CaCO 3是最早开发的无机纳米材料之一,由于其优异的性能,已被广泛应用在塑料、涂料、橡胶、油漆、造纸、油墨等领域[1]。
纳米碳酸钙由于粒径小,表面能高,因而易于团聚[2];面亲水疏油,表面性质与有机聚合物存在着很大差异,使二者结合不均匀,导致复合材料的结构存在很大缺陷[3],纳米材料的优势得不到应有的发挥,因此需要对其进行表面改性处理,改善纳米碳酸钙的表面性能。
本文采用铝酸酯对纳米CaCO 3进行湿法表面改性,通过沉降速度的表征确定了改性时间、改性剂用量以及乳化机转速等最佳工艺改性条件,采用比表面积和吸油值等表面物化性能评价了纳米碳酸钙表面改性效果的好坏,同时研究了改性纳米碳酸钙对有机硅密封胶流变性能的影响。
1 实验部分1.1 原料和试剂纳米CaCO 3,立方形,山西产;液体石蜡,江苏洪声化工厂;有机硅密封胶,市售;L90-流变仪,上海交通大学;乳化机,型号为HONO ,上海宫藤机电设备有限公司制造;铝酸酯,江苏常州江南助剂厂。
1.2 改性方法将纳米碳酸钙配成质量分数为5%～7%的浆料,升温至85℃,将乳化机转速调至一定转速,滴加一定量的改性剂,持续一定的时间,过滤洗涤,于110℃下烘干。
1.3 测试方法1.3.1 沉降体积的测定称量5.000g 改性前后的纳米碳酸钙干粉置于50mL 的柱塞量筒内,加入液体石蜡至50mL ,摇匀,静置,读取不同时间固体的体积。
碳酸钙粉体表面改性技术现状与发展趋势
对于同一种碳酸钙填料，使用不同的偶联剂进 行表面改性处理，填充后的效果也会有所差别。表２
表１ 锆铝偶联剂改性对碳酸钙填充聚丙烯力学性能的影响
在Ａ Ｐ Ｐ 母料这一体系中，碳酸钙粒子四周被无 规聚丙烯包覆，即碳酸钙粒子均匀地分散在无规聚 丙烯基料中。理论上，填充的碳酸钙越多越好，即 假想厚度越小越好。但实际厚度取决于工艺设备及 操作条件。
用聚乙烯蜡或聚乙烯代替无规聚丙烯作基料与 活性碳酸钙填充复合即可制备聚乙烯蜡碳酸钙母料 填料和聚乙烯碳酸钙母料填料。
可以直接以固体粉状添加，用量依粉体的粒度大小或 比表面积而定，一般为碳酸钙质量的０ ． ８ ％ ～１ ． ２ ％ ； 在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合 机中进行表面包覆改性时，一般为间歇操作，首先 将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机 中，搅拌混合１５～６０ｍｉｎ即可出料包装，硬脂酸的用 量为碳酸钙质量的０ ． ８ ％ ～１ ． ５ ％ 左右，反应温度控制 在１００℃左右。为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与 碳酸钙粒子作用，也可以预先将硬脂酸用溶剂（ 如无 水乙醇） 稀释。改性时也可适量加入其他助剂。
聚合物表面包覆改性碳酸钙的工艺可分为两 种，一是先将聚合物单体吸附在碳酸钙表面，然后 引发其聚合，从而在其表面形成聚合物包覆层；二 是将聚合物溶解在适当溶剂中，然后对碳酸钙进行 表面改性，当聚合物逐渐吸附在碳酸钙颗粒表面上 时排除溶剂形成包膜。这些聚合物定向吸附在碳酸 钙颗粒表面，形成物理、化学吸附层，可阻止碳酸 钙粒子团聚，改善分散性，使碳酸钙在应用中具有 较好的分散稳定性。
超细碳酸钙粉体改性的四大原因及发展趋势
超细碳酸钙粉体改性的四大原因及发展趋势对于碳酸钙粉体进行改性的问题，很多客户都会产生这么一个疑问，为什么碳酸钙粉体要进行表面改性，为什么要增加生产成本而进行表面改性，同时改性会不会影响原有下游产品的性能，那么今天就详细说说碳酸钙进行表面改性的4大理由。
1：拓宽应用领域超细粉体由于比表面积大，未经过粉体表面改性剂改性的碳酸钙，在使用的过程中相容性差，而且很容易团聚、返粗絮凝，随着用量的增加，缺点也愈加明显，而经过表面改性的碳酸钙，亲水亲油性、吸油值降低、分散性、遮盖率、色泽也会更好，更好地应用于塑料、涂料、橡胶、造纸、密封胶、透气膜等高端领域，提高产品品质，同时进一步降低应用企业的生产成本。
2：提高碳酸钙粉体更多功能特性未经表面改性的碳酸钙，只能作为传统的填充材料，一旦团聚或者遮盖率等因素影响，则会影响原有产品的性能，例如：表面包覆二氧化硅的碳酸钙，可部分代替白炭黑及补充白炭黑在某些性能上的不足。
表面包覆金属的轻质碳酸钙，可提高橡胶制品的某些特殊性能。
表面包覆二氧化钛的碳酸钙复合材料，可在一定程度上可替代钛白粉。
用磷酸盐、铝酸盐、硅酸盐或钡盐处理等处理，可制备耐酸型碳酸钙。
3.提高碳酸钙制品附加值未经改性的碳酸钙粉体在国内由于严重的产能过剩，价格战是行业的一个通病，但是经过粉体表面改性剂改性的碳酸钙，使用效果显著提升，提升下游制品的各项性能，用户体验好，产品价格自然随之增加，但是最终的成本反而下降不少。
4.碳酸钙行业发展趋势国家发改委公布的《产业结构调整指导目录（2019年本）》，已将普通级碳酸钙列为落后产品，后续将会继续加大淘汰力度，同时优化碳酸钙行业的体系，生产出高质量的碳酸钙产品。
目前通过粉体改性剂对碳酸钙表面改性是提升碳酸钙应用性能、提高适用性、拓展市场和用量所必须的重要手段，未来功能化、专用化将成为碳酸钙发展的主要趋势，并且产品结构也将发生很大变化，同时也是企业发展的关键。
偶联剂改性对PVC碳酸钙复合材料性能的影响
塑料工业ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ第４９卷第５期２０２１年５月偶联剂改性对ＰＶＣ/碳酸钙复合材料性能的影响孙㊀锋１ꎬ∗ꎬ苗㊀伟１ꎬ马㊀健１ꎬ杨国庆１ꎬ丁㊀冲２(１.山东博拓新材料科技股份有限公司ꎬ山东淄博２５６１００ꎻ２.中国地质大学(北京)ꎬ北京１０００８３)㊀㊀摘要:采用钛酸酯偶联剂对碳酸钙进行表面改性ꎬ分析了偶联剂在碳酸钙表面改性的机理ꎬ并研究了其对聚氯乙烯(ＰＶＣ)复合材料性能的影响ꎮ结果表明ꎬ大部分的钛酸酯偶联剂通过化学键合作用覆盖在碳酸钙表面ꎬ偶联剂相对于碳酸钙使用量１ ５％时ꎬ活化指数在９５％以上ꎻ偶联剂可以明显改善ＰＶＣ/钙粉复合材料的力学性能㊁热稳定性以及耐热性ꎮ关键词:聚氯乙烯ꎻ碳酸钙ꎻ钛酸酯偶联剂ꎻ表面改性中图分类号:ＴＱ３２５ ３㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－５７７０(２０２１)０５－０１２８－０６ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２１ ０５ ０２４开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＴｉｔａｎａｔｅＣｏｕｐｌｉｎｇＡｇｅｎｔｏｎｔｈｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＶＣ/ＣａｌｃｉｕｍＣａｒｂｏｎａｔｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＳＵＮＦｅｎｇ１ꎬＭＩＡＯＷｅｉ１ꎬＭＡＪｉａｎ１ꎬＹＡＮＧＧｕｏ￣ｑｉｎｇ１ꎬＤＩＮＧＣｈｏｎｇ２(１.ＢｏＤｏＰｌａｓｔｉｃｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＺｉｂｏ２５６１００ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ(Ｂｅｉｊｉｎｇ)ꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８３ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｍｏｄｉｆｙｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅꎬａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔꎬａｓｗｅｌｌａｓｉｔｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｇｒａｆｔｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｔｈｒｏｕｇｈｃｈｅｍｉｃａｌｂｏｎｄｉｎｇꎬａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｉｓａｂｏｖｅ９５％ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｕｓｅｄａｔ１ ５％ｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ.ＭｅａｎｗｈｉｌｅꎬｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＰＶＣ/ｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅꎻＣａｌｃｉｕｍＣａｒｂｏｎａｔｅꎻＴｉｔａｎａｔｅＣｏｕｐｌｉｎｇＡｇｅｎｔꎻＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ聚氯乙烯(ＰＶＣ)是应用较为广泛的热塑性塑料ꎬ具有耐化学腐蚀㊁电绝缘性好㊁价格低廉以及易加工成型等优点ꎬ在工业㊁农业和建材等领域有着诸多应用ꎬ如门窗㊁墙板㊁管道㊁家电㊁包装㊁渔具㊁以及各种大小中空制品等[１－２]ꎮ但聚氯乙烯制品普遍存在耐热性㊁热稳定性㊁抗冲击性能差的缺点ꎬ进一步限制了应用领域和应用范围[３－６]ꎮ目前ꎬ主要采用化学方法(交联㊁接枝㊁共聚)和物理方法(共混)手段对聚合物材料进行增强和耐热改性ꎮ其中ꎬ采用无机粉体(ＲＩＦ)通过物理共混改性增强聚氯乙烯材料ꎬ具有工艺简单㊁效果显著㊁成本低的优点ꎬ得到广泛推广及应用ꎮ碳酸钙具有来源广㊁白度高㊁成分稳定以及绿色环保等优点ꎬ是ＰＶＣ制品重要的无机改性填料ꎮ但碳酸钙作为一种无机矿物ꎬ其表面表现出极强的化学极性和亲水性能ꎬ与弱极性ＰＶＣ基体相容性较差ꎬ并且高目数碳酸钙粉比表面能高ꎬ易在ＰＶＣ基体中发生团聚ꎬ影响碳酸钙/ＰＶＣ复合材料的综合性能和应用范围ꎮ目前ꎬ有多种手段可以实现对碳酸钙表面的活化改性ꎬ包括机械力学活化㊁热活化㊁微波辅助改性及偶联剂表面改性[７－１３]ꎮ其中ꎬ偶联剂改性具有的操作简单㊁效率高的特点ꎬ受到越来越多的重视[１２－１８]ꎮ本文采用钛酸酯偶联剂对碳酸钙表面进行表面改性ꎬ对偶联剂改性机理以及偶联剂对复合材料机械力学性能㊁热稳定性能㊁耐热性的影响进行了研究探索ꎮ１㊀实验部分１ １㊀实验原料ＰＶＣ:ＳＧ－８ꎬ陕西北元化工有限责任公司ꎻ碳酸钙粉:ＺＳ－１ꎬ淄博增盛化工有限责任公司ꎻ钛酸酯偶联剂:ＫＲ－ＴＴＳꎬ南京全希化工有限责任公司ꎻ助剂:工业级ꎬ市售ꎮ１ ２㊀实验设备电热鼓风干燥箱:１０１Ａ－２ꎬ上海实验仪器制造 ８２１∗联系人ｓｄｗｅｉｆｅｎｇ８９８＠１６３ ｃｏｍ作者简介:孙峰ꎬ男ꎬ１９７０年生ꎬ高级工程师ꎬ主要从事聚氯乙烯复合材料和加工助剂技术研究ꎮ第４９卷第５期孙㊀锋ꎬ等:偶联剂改性对ＰＶＣ/碳酸钙复合材料性能的影响有限公司ꎻ锥形双螺杆挤出机:ＳＪ－５５ꎬ江苏联冠有限责任公司ꎻ注塑机:ＭＡ１６００ⅡＳ/５７０ꎬ海天塑机集团有限公司ꎻ集热式恒温加热磁力搅拌器:１０１Ｓꎬ上海予英仪器公司ꎻ万能试验机:ＨＺ－１０ｘｘꎬ东莞市力显仪器有限公司ꎻ简支梁冲击试验机:ＥＸＪＪＤ－１５ꎬ济南仪斯特试验仪器设备有限公司ꎻ傅里叶红外光谱仪:ＩＳ１０ꎬ美国尼高力公司ꎻ热重分析仪:ＳＴＡ４４９Ｆ５ꎬ德国耐驰公司ꎻ维卡软化点－热变形分析仪:ＸＲＷ３００Ｃꎬ承德德胜检测设备有限公司ꎻ场发射扫描电子显微镜:ＳＵ８０２０ꎬ日本日立公司ꎮ１ ３㊀实验过程碳酸钙表面改性:将适量钛酸酯偶联剂和无水乙醇置入烧杯中ꎬ恒温８０ħ水浴搅拌３０ｍｉｎꎬ随后称取一定量的碳酸钙粉加入无水乙醇溶液当中ꎬ搅拌反应３０ｍｉｎꎬ抽滤㊁６０ħ真空干燥３０ｍｉｎ㊁１４０ħ烘箱烘干１ｈꎮ烘干后样品经无水乙醇和高纯水多次交替洗涤ꎬ再次烘干㊁粉碎备用ꎮ碳酸钙/ＰＶＣ复合材料制备:将碳酸钙粉㊁聚氯乙烯和加工助剂按照比例在小型高速混料机中高速搅拌混匀ꎬ混料经挤出机熔融共混㊁挤出造粒ꎬ将造粒料自然干燥２４ｈꎬ随后通过注塑成型标准样条ꎬ放置４８ｈꎬ进行性能测试ꎮ１ ４㊀测试与表征活化指数(λ)通过公式(１)计算:λ＝水中漂浮碳酸钙粉质量/碳酸钙粉总质量(１)干燥改性前后钙粉与分析级溴化钾混合压片ꎬ液相偶联剂涂抹在溴化钾压片上ꎬ通过红外光谱仪测试样品红外透射率ꎬ观察官能团结构ꎬ分辨率４ｃｍ－１ꎬ扫描波数４０００~４００ｃｍ－１ꎮ通过热失重分析仪测定碳酸钙粉偶联剂包覆量ꎬ测试温度范围３０~８００ħꎬ升温速率１５ħ/ｍｉｎ氮气流速５０ｍＬ/ｍｉｎꎻ同时ꎬ复合材料热稳定性ꎬ热重分析测试温度范围３０~６００ħꎬ升温速率１５ħ/ｍｉｎꎬ氮气气氛(５０ｍＬ/ｍｉｎ)ꎮ复合材料耐热性通过维卡软化－热变形分析仪测试表征ꎬ按照ＧＢ/Ｔ１６３３ ２０００测试５个样品ꎬ取平均值ꎮ复合材料拉伸断面形貌ꎬ切割取薄片ꎬ表面喷金ꎬ扫描电子显微镜观察表面形貌ꎮＰＶＣ复合材料吸水率按照ＧＢ/Ｔ１９３４ ２００９标准测试ꎬ吸水率按照公式(１)计算ꎬ结果取５次平均值ꎮψ＝(ｍｔ－ｍ０)/ｍ０ˑ１００％(１)式中ꎬψ－样品浸泡ｔ时间的吸水率ꎬ％ꎻｔ－样品在水中的浸泡时间ꎬｈꎻｍｔ－样品浸泡ｔ时间的质量ꎬｇꎻｍ０－样品未浸泡之前的质量ꎬｇꎮ拉伸性能按照ＧＢ/Ｔ１０４０ ２００６测试ꎬ拉伸速率２ｍｍ/ｍｉｎꎻ弯曲性能按照ＧＢ/Ｔ９３４１ ２００８测试ꎬ施加载荷速度２ｍｍ/ｍｉｎꎻ简支梁缺口冲击强度按照ＧＢ/Ｔ１０４３ ２００８测试ꎮ均在室温条件下进行ꎬ结果取５次平均值ꎮ２㊀结果与讨论２ １㊀偶联剂对碳酸钙钙粉活化指数的影响表１㊀不同偶联剂使用量(相对于碳酸钙粉)碳酸钙粉活化指数Ｔａｂ１㊀Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｕｎｔｏｆｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔ偶联剂质量分数/％０ ５１ ０１ ５２ ０活化指数/％５６ ７８５ ７９５ ９９６ ７未经偶联剂改性的碳酸钙由于其表面极性官能团的存在ꎬ在水中呈自然沉降状态ꎮ而偶联剂改性后ꎬ碳酸钙表面覆盖一层非水溶性的有机分子层ꎬ在水中成漂浮状态ꎮ根据这一特性ꎬ通过公式(１)计算活化指数ꎬ表征偶联剂改性效果ꎮ由表１可知ꎬ碳酸钙活化指数随着钛酸酯偶联剂使用量的增加不断增大ꎬ在偶联剂相对于碳酸钙质量１ ５％时ꎬ活化指数已达到９５ ９％ꎮ这是因为随着偶联剂使用量的增加ꎬ可以实现对碳酸钙的充分包覆和改性ꎮ后续实验采用１ ５％为偶联剂的使用量ꎮ２ ２㊀改性前后碳酸钙粉红外和热重分析图１㊀红外分析测试Ｆｉｇ１㊀ＦＴＩＲａｎａｌｙｓｉｓ由图１可知ꎬ改性后钙粉在２７００~２８５０ｃｍ－１处有甲基和亚甲基的伸缩振动峰ꎬ源于钙粉表面附着的偶联剂ＫＲ￣ＴＴＳ在２７００~２８５０ｃｍ－１处的甲基和亚甲基伸缩振动峰ꎻ同时ꎬ改性后钙粉在３６００ｃｍ－１羟基振动峰强度减弱ꎬ这是由于碳酸钙粉体表面羟基和偶联剂烷氧基偶联缩合ꎬ钙粉表面羟基数量减少ꎮ由图２热失重分析可知ꎬ在３０~７００ħ区间内ꎬ钙粉失重主要是表面附着水挥发造成的质量损失ꎻ而当温度升到７００ħ以上ꎬ碳酸钙粉质量损失速率增加ꎬ则是因为在７００ħ以上ꎬＣａＣＯ３成分加速分解形９２１塑㊀料㊀工㊀业２０２１年㊀㊀成ＣａＯ和ＣＯ２ꎬ气体挥发造成钙粉质量下降ꎮ而改性后钙粉在４００~５００ħ区间内ꎬ出现的质量损失主要是偶联剂受热分解ꎮ同时ꎬ改性前钙粉热重分析质量残留率为８４ ３８％ꎬ而改性后钙粉质量残留率为８３ １８％ꎬ与相对于钙粉质量的偶联剂使用量１ ５％相对应ꎬ证明了大部分的偶联剂通过化学键合作用ꎬ接枝包覆在钙粉表面ꎮａ－ＴＧｂ－ＤＴＧ图２㊀改性前后碳酸钙粉热失重分析Ｆｉｇ２㊀ＴＧ￣ＤＴＧａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ图３㊀偶联剂改性表面机理Ｆｉｇ３㊀Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｏｎｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ图３是根据红外分析和热重测试确定的偶联剂改性机理ꎬ偶联剂无机功能和碳酸钙表面的羟基官能团在加热作用下进行高温缩合反应ꎬ偶联剂接枝到钙粉粒子表面ꎬ提高表面疏水能力ꎮ２ ３㊀偶联剂对复合材料力学性能的影响由图４ａ可知ꎬ拉伸断面上钙粉和ＰＶＣ基体相界面存在空隙ꎬ说明未改性钙粉与ＰＶＣ本体相相容性差ꎬ界面黏合力弱ꎻ但在图４ｂ中ꎬ可以明显看到ꎬ改性钙粉和ＰＶＣ基体相的空隙量减少ꎬ改性钙粉和ＰＶＣ基体具有一定的界面黏结强度ꎬ界面溶剂化效应增强ꎮ这是由于钛酸酯偶联剂一端存在的烷氧基与钙粉表面亲水基团发生化学键合ꎬ另一端长烷基极性脂肪链与极性的ＰＶＣ分子链发生相互缠结和形成弱氢键作用力ꎬ填充体和ＰＶＣ基体相容性提高ꎮａ－钙粉/ＰＶＣｂ－改性钙粉/ＰＶＣ图４㊀拉伸断面ＳＥＭ图Ｆｉｇ４㊀ＳＥＭｇｒａｐｈｓｏｆｔｅｎｓｉｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅ表２㊀材料力学性能Ｔａｂ２㊀Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ材料拉伸强度/ＭＰａ拉伸模量/ＧＰａ断裂伸长率/％弯曲强度/ＭＰａ弯曲模量/ＧＰａ简支梁缺口冲击强度/(ｋＪ/ｍ２)ＰＶＣ３８１９６５２ ０４７ １３２１５９５ ５ＰＶＣ/钙粉３３ ８２３２３１ ２３４１ ８２２３８４２ ７ＰＶＣ/改性钙粉３６ ６２５８９１ ６７４５ ６９２６９５４ ２表２是ＰＶＣ材料㊁ＰＶＣ/钙粉复合材料和ＰＶＣ/改性钙粉复合材料的力学性能ꎮ由表２可以发现ꎬ钙粉的填入导致材料拉伸强度降低ꎮ由于ＰＶＣ材料分子链间次价键作用力较强ꎬ在单轴拉伸过中ꎬ需要较大外力作用才能破坏大分子链之间的作用力ꎮ钙粉的填充ꎬＰＶＣ材料有效载荷面积减少ꎬ意味着在垂直拉伸应力方向上抵抗材料失效的能力降低ꎻ同时ꎬ未改性钙粉与ＰＶＣ本体相相容性差ꎬ不能实现拉伸应力的有效传递和分散ꎬ并且界面间隙容易形成的应力集中点ꎬ引发裂纹并促进裂纹传播ꎬ造成材料承载名义应力偏小ꎮ偶联剂改性后ꎬ改善了钙粉和ＰＶＣ本体相的相容性ꎬ提高了界面黏合力ꎬ减少了材料受力时的应力集中点ꎬ实现了内部应力更好的分散和传递ꎬ提高了材料载荷强度ꎮ复合材料拉伸模量主要和基体材料㊁分散相数量㊁分散相模量和界面黏合能力有关ꎮ对于ＰＶＣ/钙粉和ＰＶＣ/改性钙粉ꎬ复合材料拉伸弹性模量主要和界面作用力有关ꎮ由于改性钙粉和ＰＶＣ本体相强的界面效应和钙粉在ＰＶＣ基体相中良好的分散性ꎬ钙粉对ＰＶＣ大分子链段运动限制能力增强ꎬ链段松弛０３１第４９卷第５期孙㊀锋ꎬ等:偶联剂改性对ＰＶＣ/碳酸钙复合材料性能的影响时间增长ꎬ链段运动滞后于外力外边ꎬ弹性模量增强ꎮ图５㊀碳酸钙在ＰＶＣ基体中的分散情况Ｆｉｇ５㊀ＴｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｉｎＰＶＣｍａｔｒｉｘ偶联剂的加入同样导致了复合材料拉伸断裂伸长率增大ꎮ这是因为未改性钙粉和ＰＶＣ本体相界面黏合力弱ꎬ拉伸过程中ꎬ界面缺陷形成的应力集中点ꎬ促进裂纹产生和界面传播ꎬ材料在低拉伸变形时发生断裂ꎻ改性后ꎬ碳酸钙表面偶联剂烷基链与ＰＶＣ分子链相互缠结和弱氢键作用ꎬ材料界面强度增加ꎬ加上碳酸钙颗粒和ＰＶＣ基体连续相泊松比相差较大ꎬ造成钙粉颗粒周围区域基体发生局部强迫高弹形变ꎬＰＶＣ大分子链段发生滑动ꎮ同时ꎬ界面强度增加ꎬ需要更大的拉应力才能致使ＰＶＣ基体发生屈服ꎬ而高的拉伸应力导致链段发生更大滑动ꎬ拉伸变形增大ꎮ改性后复合材料弯曲强度和弯曲模量也进一步增加ꎬ和拉伸强度增加一样ꎬ主要是界面强度增加ꎬ应力传递和分散效应增强ꎬ同时钙粉对ＰＶＣ分子链化滑动能力的限制作用增强ꎮ对于颗粒填充聚合物基复合材料ꎬ冲击强度主要是材料在快速载荷冲击过程中的塑形功和断裂功ꎬ与冲击过程中聚合物基体分子链断裂㊁裂纹产生和传播和颗粒脱黏的能量吸收有关ꎮ由表２可以看到ꎬ改性钙粉填充ＰＶＣ复合材料导致ＰＶＣ复合材料冲击强度得到提高ꎮ对于ＰＶＣ/钙粉和ＰＶＣ/改性钙粉而言ꎬＰＶＣ大分子链断裂带来的断裂功吸收基本上一样ꎮ对于两者来说ꎬ复合材料的裂纹产生和传播以及颗粒脱黏功有关ꎮ偶联剂改性后ꎬ复合材料界面层上的裂纹产生和传播需要的能量较未改性复合材料消耗的能量较多ꎻ同时ꎬ改性钙粉的基体脱黏吸收的能量也较大ꎮ另外ꎬ在ＰＶＣ基体连续相中ꎬ钙粉粒子可以钝化裂纹ꎬ阻止裂纹进一步扩展或者弯曲裂纹的传播路径ꎬ消耗更多断裂功ꎮ２ ４㊀偶联剂对复合材料热稳定性的影响图６是ＰＶＣ和ＰＶＣ/钙粉复合材料热重分析和表３列出了质量损失５％时温度Ｔｏꎬ质量损失最快温度Ｔｒ和质量损失５０％时温度Ｔｈꎮ在测试温度３０~６００ħ范围内ꎬＰＶＣ材料热重分析主要有两个失重阶段ꎬ２６０~４００ħ失重阶段主要是ＰＶＣ大分子链脱氯反应和共轭双键的形成ꎻ第２阶段４００~４８０ħ范围内的失重主要来源于聚乙炔小分子链的断裂和降解ꎮ由热重分析发现钙粉的填充提高了ＰＶＣ复合材料热稳定性能ꎮ有两方面原因ꎬＰＶＣ连续相中的分散相钙粉可以阻止热分析过程中热解产物的热性流动和扩散ꎬ延缓了热分解区域的扩大和分子链的脱氯分裂ꎻ其二是耐热性高的钙粉可以阻止热传导效应ꎬ一定程度上降低了复合材料内部热分解温度的上升ꎮ在基体中的高分散性改性钙粉粒子ꎬ可以更好地阻隔热流的扩散和热传导ꎻ同时偶联剂的加入需要更高的分解温度才可以有效破坏复合材料强的界面层ꎮ所以ꎬ偶联剂改性可以进一步提高复合材料热稳定性ꎮ图６㊀ＰＶＣ和ＰＶＣ复合材料热重分析Ｆｉｇ６㊀ＴｈｅＴＧ￣ＤＴＧａｎａｌｙｓｉｓｏｆＰＶＣａｎｄＰＶＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ表３㊀热重分析温度参数Ｔａｂ３㊀ＴｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＴＧａｎａｌｙｓｉｓ材料Ｔｏ/ħＴｒ/ħＴｈ/ħＰＶＣ２３９ ５２７６４７９ ３ＰＶＣ/钙粉２４６ １２８７ ２４８１ ２ＰＶＣ/改性钙粉２４９ ３２８８４８２ ３２ ５㊀偶联剂改性对复合材料耐热性的影响表４㊀ＰＶＣ和ＰＶＣ复合材料维卡软化温度Ｔａｂ４㊀ＶｉｃａｔｓｏｆｔｅｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＰＶＣａｎｄＰＶＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ材料ＰＶＣＰＶＣ/钙粉ＰＶＣ/改性钙粉维卡软化温度/ħ７４ ８７７ ９８１ ２聚合物基材料维卡软化温度和聚合物大分子链段运动有关ꎮ由表４可知ꎬＰＶＣ材料维卡软化温度７４ ８ħꎬＰＶＣ/钙粉维卡软化温度为７７ ９ħꎬ说明钙粉对ＰＶＣ大分子链段运动具有限制作用ꎮ而偶联剂改性后ꎬ钙粉和ＰＶＣ基体相界面作用强烈ꎬ钙粉对ＰＶＣ大分子链段运动限制作用更强ꎬ需要更高的温度才会导致ＰＶＣ分子链段运动ꎬ维卡软化点温度１３１塑㊀料㊀工㊀业２０２１年㊀㊀升高ꎮ２ ６㊀ＰＶＣ复合材料吸水率图７㊀ＰＶＣ复合材料吸水率Ｆｉｇ７㊀ＷａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＰＶＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ图７显示了ＰＶＣ复合材料分别在２４㊁１６８㊁２８８㊁４３２ｈ时间的吸水率ꎮＰＶＣ/钙粉复合材料吸水率整体比较低ꎬ主要是ＰＶＣ对钙粉的包裹效应ꎬ降低了吸水率ꎻＰＶＣ/钙粉复合材料吸水率均呈现出随着时间增长ꎬ偶联剂改性后复合材料吸水率较未改性复合材料吸水率增长缓慢ꎮ这是因为未改性钙粉在ＰＶＣ基体相中具有团聚现象ꎬ并且和ＰＶＣ连续相存在界面间隙ꎬ水分子容易透过钙粉团聚体和界面空隙渗透复合材料内部ꎮ而改性钙粉在ＰＶＣ基体相中具有良好的分散性ꎬ界面相互作用强烈ꎬ可以阻止水分子向材料内部渗透ꎬ并且改性钙粉表面羟基个数减少ꎬ亲水能力减弱ꎬ疏能力增强ꎬ进一步降低了水分子的吸收和渗透作用ꎮ３㊀结论１)红外分析和热重分析证明偶联剂主要通过化学反应接枝改性碳酸钙表面ꎬ偶联剂烷氧基和钙粉表面羟基官能团缩合形成化学键ꎮ２)偶联剂改性后ꎬ碳酸钙与ＰＶＣ基体连续相相容性得到提高ꎬ填充钙粉粒子和ＰＶＣ本体相黏合强度增强ꎮ３)偶联剂对复合材料力学性能㊁耐热性能㊁热稳定性能有显著提升ꎬ并且降低了复合材料的吸水性ꎬ扩大了材料使用范围ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]詹锋.ＰＶＣ/硅藻土复合材料制备及其物性研究[Ｄ].桂林:桂林理工大学ꎬ２０１３.ＺＨＡＮＦ.ＳｔｕｄｙｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＰＶＣ/ｄｉａｔｏｍｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｄ].Ｇｕｉｌｉｎ:ＧｕｉｌｉｎＵｎｉ￣ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１３.[２]陆晓瞳ꎬ陈雪梅.超细碳酸钙颗粒形态对ＰＶＣ复合材料性能的影响[Ｊ].塑料工业ꎬ２０１５ꎬ４３(８):１０７－１０８.ＬＵＸＴꎬＣＨＥＮＸＭ.ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｕｌｔｒａｆｉｎｅｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＶＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０１５ꎬ４３(８):１０７－１０８.[３]王澜ꎬ董洁ꎬ卜雅萍.聚氯乙烯/稻壳粉木塑发泡制品的研究[Ｊ].塑料ꎬ２００５ꎬ３４(５):１－６.ＷＡＮＧＬꎬＤＯＮＧＪꎬＰＵＹＰ.ＰＶＣ/ｒｉｃｅｈｕｓｋｐｏｗｄｅｒＷＰＣｆｏａｍｅｄｐｒｏｄｕｃｔ[Ｊ].Ｐｌａｓｔｉｃｓꎬ２００５ꎬ３４(５):１－６.[４]付广涛ꎬ张鋆益ꎬ胡成志ꎬ等.对苯二甲酸改性镁铝水滑石的制备及其对ＰＶＣ热稳定性能的影响[Ｊ].塑料工业ꎬ２０２０ꎬ４８(６):４３－４６.ＦＵＧＴꎬＺＨＡＮＧＪＹꎬＨＵＣＺꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＭｇＡｌｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅｓｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃａｃｉｄａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＰＶＣ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ４８(６):４３－４６.[５]曾晓飞ꎬ陈建峰ꎬ王国全.纳米级ＣａＣＯ３粒子与弹性体ＣＰＥ微粒同时增韧ＰＶＣ的研究[Ｊ].高分子学报ꎬ２００２(６):７３８－７４０.ＺＥＮＧＸＦꎬＣＨＥＮＪＦꎬＷＡＮＧＧＱ.Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｏｕｇｈ￣ｅｎｅｄＰＶＣｂｌｅｎｄｓｗｉｔｈｎａｎｏ￣ＣａＣＯ３ｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｅｌａｓｔｉｃＣＰＥｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＡｃｔａＰｏｌｙｍｅｒｉｃａＳｉｎｉｃａꎬ２００２(６):７３８－７４０.[６]张响ꎬ崔益华ꎬ殷跃洪.共混改性提高ＰＶＣ耐热性的研究进展[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０１６ꎬ４４(１):１２９－１３２.ＺＨＡＮＧＸꎬＣＵＩＹＨꎬＹＩＮＹＨ.ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＰＶＣｂｙｂｌｅｎｄｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１６ꎬ４４(１):１２９－１３２.[７]ＹＩＨꎬＺＨＡＯＹＬꎬＬＩＵＹＰꎬｅｔａｌ.Ａｎｏｖｅｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｕｒｆａｃｅｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔａｌｃｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔ￣ｍｅｎｔ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣｌａｙＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１９ꎬ１７６:２１－２８.[８]ＧＯＰＡＬＪꎬＮＡＮＤＡＫＵＭＡＲＶꎬＤＯＢＬＥＭ.Ａｎｏｖｅｌｍｉ￣ｃｒｏｗａｖｅｒｅｃｉｐｅｆｏｒａｎａｎｔｉｂｉｏｆｉｌｍｔｉｔａｎｉｕｍｓｕｒｆａｃｅ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣＭａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２０１５ꎬ５６:２１５－２２２.[９]徐定红.聚磷酸铵的改性及其在ＨＤＰＥ中的应用研究[Ｄ].贵州:贵州大学ꎬ２００９.ＸＵＤＨ.Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉｕｍｐｏｌｙｐｈｏ￣ｓｐｈａｔｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＨＤＰＥ[Ｄ].Ｇｕｉｚｈｏｕ:ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２００９.[１０]秦华ꎬ江传力ꎬ宋春来ꎬ等.微波活化矸石固定微生物菌群的净水研究[Ｊ].非金属矿ꎬ２０１５(１):７３－７５.ＱＩＮＨꎬＪＩＡＮＧＣＬꎬＳＯＮＧＣＬꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｙｏｆｗａｔｅｒｐｕｒｉｉｆｃａｔｉｏｎｏｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎｇａｎｇｕｅｂｙｕｓｉｎｇｍｉｃｒｏｗａｖｅｌｏａｄｉｎｇｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｆｌｏｒａ[Ｊ].Ｎｏｎ￣ＭｅｔａｌｌｉｃＭｉｎｅｓꎬ２０１５(１):７３－７５.[１１]ＹＵＥＭＹꎬＺＨＯＵＢＭꎬＪＩＡＯＫＹꎬｅｔａｌ.Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ/ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｓｕｒｆａｃｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎｐｏｌｙ(ｌ￣ｌａｃ￣２３１第４９卷第５期孙㊀锋ꎬ等:偶联剂改性对ＰＶＣ/碳酸钙复合材料性能的影响ｔｉｄｅ)ｍｅｍｂｒａｎｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＣＦ４ｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｌａｓｍａｔｒｅａｔ￣ｍｅｎｔ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ３２７:９３－９９.[１２]汪智ꎬ曹有名ꎬ张伟东.硫酸钡表面改性及其在ＰＶＣ中的性能研究[Ｊ].塑料工业ꎬ２０２０ꎬ４８(４):１４３－１４７.ＷＡＮＧＺꎬＣＡＯＹＭꎬＺＨＡＮＧＷＤꎬｅｔａｌ.ＳｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｒｉｕｍｓｕｌｆａｔｅａｎｄｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎＰＶＣ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ４８(４):１４３－１４７. [１３]刘心韵ꎬ吴会敏ꎬ付海ꎬ等.改性剂对ＭＭＴ/尼龙６复合材料力学及吸水性能的影响[Ｊ].塑料工业ꎬ２０２０ꎬ４８(２):１３３－１３８.ＬＩＵＸＹꎬＷＵＨＭꎬＦＵＨꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｍｏｄｉｆｉｅｒｓｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＭＭＴ/ｎｙ￣ｌｏｎ６ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ４８(２):１３３－１３８.[１４]梅俊飞ꎬ于涵ꎬ廖建和ꎬ等.新型偶联剂改性气相白炭黑对天然橡胶性能的影响[Ｊ].功能材料ꎬ２０２０ꎬ５１(６):６１２７－６１３２.ＭＥＩＪＦꎬＹＵＨꎬＬＩＡＯＪＨꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｎｅｗｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｍｏｄｉｆｉｅｄｆｕｍｅｄｓｉｌｉｃａｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｔｕｒａｌｒｕｂｂｅｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０２０ꎬ５１(６):６１２７－６１３２.[１５]ＷＥＩＢＧꎬＣＨＡＮＧＱꎬＢＡＯＣＸꎬｅｔａｌ.Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉ￣ｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｉｌｔｅｒｍｅｄｉｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｓｉｌａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔＫＨ５５０[Ｊ].ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｒｆａｃｅｓＡ:ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｓｐｅｃｔｓꎬ２０１５ꎬ４３４:２７６－２８０. [１６]ＸＵＳꎬＺＨＡＮＧＭꎬＬＩＳＹꎬｅｔａｌ.Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ￣ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅｕｓｉｎｇｒａｒｅ￣ｅａｒｔｈｃｏｕ￣ｐｌｉｎｇａｇｅｎｔａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ[Ｊ].Ｐｏｗ￣ｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ３４２:５５５－５６１.[１７]ＨＵＰＨꎬＧＡＯＳＭꎬＺＨＡＮＧＹＹꎬｅｔａｌ.Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄ￣ｉｆｉｅｄＢａＴｉＯ３ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｙｔｉｔａｎａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｉｎｄｕｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｄｂｒｅａｋｄｏｗｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｌａｒｇｅｒｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｉｎＰＶＤＦｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ[Ｊ].ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ１５６:１０９－１１６.[１８]孙鹏ꎬ金涛ꎬ田帅ꎬ等.硅烷偶联剂改性玻璃纤维增强ＰＡ６研究[Ｊ].化工新型材料ꎬ２０１６(１):２０５－２０７.ＳＵＮＰꎬＪＩＮＴꎬＴＩＡＮＳꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｏｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆＰＡ６ｂｙｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｓｉｌａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔ[Ｊ].ＮｅｗＣｈｅｍｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１６ꎬ４４(１):２０５－２０７.(本文于２０２１－０１－１１收到)㊀(上接第１０５页)ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＰｌａｓｔｉｃｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ３３４(２):７３－７７.[１０]何和智ꎬ陈鸣ꎬ湛志明ꎬ等.原位反应增容制备可生物降解ＰＬＡ/ＰＣＬ复合材料[Ｊ].塑料工业ꎬ２０２０ꎬ４８(４):３７－４１.ＨＥＨＺꎬＣＨＥＮＭꎬＺＨＡＮＺＭꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅＰＬＡ/ＰＣＬｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂｙｉｎ￣ｓｉｔｕｒｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｌａｓｔｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ４８(４):３７－４１.[１１]ＺＨＡＯＺＺꎬＦＡＮＧＸＨꎬＸＵＭꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｐｌａｒｆｉｂｅｒ/ＰＬＡｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｌｅｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅａｎｄＫＨ５５０ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｐｌａｒｆｉｂｅｒ[Ｊ].Ｐｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０２０ꎬ１２(３):７２９－７４１.[１２]ＡＳＭＡＷＩＮＮＭꎬＳＡＰＵＡＮＳＭꎬＹＵＳＯＦＦＭＺＭꎬｅｔａｌ.Ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓｔａｒｃｈ(ＴＰＳ)ꎬｐｏｌｙｌａｃｔｉｃａｃｉｄ(ＰＬＡ)ꎬａｎｄｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｓｕｃｃｉｎａｔｅ(ＰＢＳ)ｆｏｒｆｏｏｄｐａｃｋａｇｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ８(２１３):１－１２.[１３]ＱＩＮＧＱꎬＷＡＴＡＲＵＴꎬＴＡＫＥＳＨＩＫ.Ｆｉｂｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅ￣ｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＰＨＢＨｔｈｒｏｕｇｈｓｔｒｅｓｓ￣ｉｎｄｕｃｅｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｈｉｇｈ￣ｓｐｅｅｄｍｅｌｔｓｐｉｎｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｉｂｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１７ꎬ７３(２):４９－６０. [１４]ＳＨＥＮＯＹＡꎬＮＡＤＫＡＲＮＩＶ.Ｕｓｉｎｇｐｏｌｙ(ｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ)ｍｅｌｔｓｐｉｎｎｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉ￣ｚａｔｉｏｎ[Ｊ].ＴｅｘｔｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈＪｏｕｒｎａｌꎬ１９８４ꎬ５４(１１):７７８－７８３.[１５]ＫＵＯＣＦＪꎬＴＺＥＮＧＲＥꎬＬＡＮＷＬꎬｅｔａｌ.Ａｓｔｕｄｙｏｎｂｌｅｎｄｉｎｇｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅｗｉｔｈｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｍｅｌｔｓｐｉｎｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ].ＴｅｘｔｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１３ꎬ８３(８):８１３－８２６.[１６]ＮＡＣＨＴＥＲＧＡＥＬＥＰꎬＴＨＹＢＡＵＴＪꎬＭＥＥＳＴＥＲＳＤꎬｅｔａｌ.Ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｉｏｒｅｆｉｎｅｒｙｐｒｏｃｅｓｓｅｓ:Ｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｄｐｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｗｉｔｈｃａｓｅｓｔｕｄｉｅｓｉｎｆａｔｔｙａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０２０ꎬ５９(１６):７７３２－７７４５.[１７]ＱＩＺꎬＳＨＩＱꎬＺＨＡＮＧＨ.ＴｕｎｉｎｇｏｆｄｉｇｉｔａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌ￣ｌｅｒｓｕｓｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒａＣＡＮ￣ｂａｓｅｄＤＣｍｏｔｏｒｓｕｂｊｅｃｔｔｏｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｄｅｌａｙｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬ２０２０ꎬ６７(７):５６３７－５６４６.[１８]ＬＥＥＳꎬＫＩＭＭꎬＳＯＮＧＨＹꎬｅｔａｌ.ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｌａｙｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｏｆＰＬＡ/ｂｉｏ￣ｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒｂｌｅｎｄｓｂｙＦＴ￣ｒｈｅｏｌｏｇｙ[Ｊ].Ｍａｃｒｏ￣ｍｏｌｅｃｕｌｅｓꎬ２０１９ꎬ５２(２０):７９０４－７９１９.(本文于２０２１－０１－１１收到)３３１。
超细碳酸钙粉体改性的四大原因及发展趋势
超细碳酸钙粉体改性的四大原因及发展趋势第一，提高功能性。
超细碳酸钙粉体改性可以增加其表面活性，将其加工为纳米尺度颗粒，改善其光学、电学、磁学、热学等性能。
对于超细碳酸钙粉体而言，粒径减小至纳米级别后，其界面活性、反应活性、表面积以及吸附能力都得到明显提升，因此可以用于催化剂、光催化剂、药物载体等领域，进一步提高其功能性。
第二，增强耐候性。
超细碳酸钙粉体改性可以通过添加稳定剂、表面处理剂来提高其耐候性能。
在一些特殊场合下，如高湿度、高温、强酸环境下的应用，原始碳酸钙粉体容易发生胶凝、吸湿、变色等问题，通过改性可以改善其耐候性能，提高其长期稳定性。
第三，提高分散性。
超细碳酸钙粉体改性可以通过表面改性处理来减少颗粒之间的凝聚，改善其分散性能，从而增加其应用范围。
一些在聚合物基体中的应用，如填充材料、增强材料等，需要高分散性的超细碳酸钙粉体，改性技术可以有效解决其分散性差的问题，提高其在聚合物基体中的均匀性和强度。
第四，改善加工性。
超细碳酸钙粉体改性可以改善其流变性能，提高其加工性能。
在一些需要高流动性和充填性的应用中，如塑料、橡胶、涂料、纸张等行业，在原始碳酸钙粉体中添加改性剂可以显著改善其流变性能，提高生产效率。
1.纳米级碳酸钙粉体的研究和应用不断深入。
随着纳米技术的发展，纳米级碳酸钙粉体的制备技术不断改进，其在催化剂、生物医药、环境保护等领域的应用不断拓展。
未来，随着纳米技术的进一步成熟，纳米级碳酸钙粉体的应用前景将更加广阔。
2.多功能性改性剂和可持续性发展方向。
未来，超细碳酸钙粉体改性剂的研究将趋向多功能性和可持续性，通过研发多功能性改性剂，可以使碳酸钙粉体在不同应用领域中发挥更多的作用；而可持续性发展方向则会关注改性剂的环境友好性和资源利用效率。
3.综合利用与资源化。
超细碳酸钙粉体通过改性后，产生的副产物或废弃物也可以进行资源化利用。
未来的发展趋势将致力于实现超细碳酸钙粉体的综合利用，减少环境污染，提高碳酸钙的资源利用效率。
塑料制品行业中碳酸钙粉料创新应用现状与发展趋势(一)
塑料制德行业中碳酸钙粉料创新应用现状与进展趋势（一）1、慨况：塑料作为一种新型人造材料，已广泛应用在国民经济各行各业和人民生活中。
可以这么说：塑料无处不在、无人不用。
通常生产塑料制品的原材料是采纳纯树脂，如PE、PP、ABS等直接加工成型。
随着现代科学技术进展，对塑料制品材料性能提出更高的要求，纯树脂显得力不从心，相反在纯树脂中添加各类非金属和金属粉体材料，可以提升塑料树脂的各类性能，以达到所需要的技术指标和高性价比，其中用量最大的是非金属矿物材料，例碳酸钙等粉体材料。
塑料改性加工奇妙地和非金属矿、粉体加工、超细粉碎等行业结合起来，促进了塑料改性的进展。
人类社会进入二十一世纪以来，围绕现代塑料加工改性行业，已经形成了一个综合性以塑料树脂为主，各种添加剂、加工助剂为辅，各种塑料成型加工机械，化工合成、钢铁生产加工、粉体加工等多种加工工业的产业链。
2、碳酸钙粉体在塑料中所起的作用和应用特点碳酸钙等粉料添加在塑料中所起的作用可概括下列二大作用：（1）增量作用。
在塑料中加入廉价的填料作为填充剂以降底成本。
其代表性实例如在聚氯乙烯和聚丙烯中加入大量的碳酸钙。
（2）补强作用。
提高塑料制品的物理机械性能。
例如加入碳酸钙等粉料可提高处与低处压聚乙烯的弯曲弹性模量。
而补强效果在肯定程度上取决于填料的形态因素如“外形、粒径”等物性。
一般认为，碳酸钙等粉料的加入对塑料物理机械性能的影响大致遵从这样的规律：即塑料制品的比重随粉料的加入量加添而增大；塑料制品的表面硬度随粉料的加入量加添而增大；塑料制品的刚性随粉料的加入量加添而增大；塑料制品的抗弯强度随粉料的加入量加添而下降；塑料制品的断裂伸长率随粉料的加入量加添而下降；塑料制品的表面光泽度随粉料的加入量加添而下降；塑料制品的冲击强度随粉料的加入量加添一般为下降；但当粉料外型为针状、纤维状时，一般为加强；塑料制品的耐温性随粉料的加入量加添而增大。
由于碳酸钙等粉料的加入对塑料制品的性能有很大影响，所以对碳酸钙等粉料的选用要求有以下几点：（1）化学稳定性高，耐热性好，不影响塑料树脂原有的物理机械性能。
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浅谈偶联剂在改性碳酸钙的发展趋势
1 碳酸钙在塑料中的重要作用
我国已成为塑料制品生产和消费的大国，2006年塑料制品的产量已超过4000万吨，稳居世界第二位，而且二十多年来始终保持两位数的年增长率。
可以预见随着国内消费需求增长和作为世界性制造基地向国际市场供应的出
口数量增加，今后相当长的时期，我国塑料制品的年产量还将持续快速增长。
在塑料加工过程中除合成树脂做为基础原料外，科学地、正确地、合理
地使用各种添加剂和助剂是无可非议的，其中无机矿物粉体材料是最重要的
添加剂之一。
正如大家所知道的，在塑料中添加无机矿物粉体材料可以起到
降低原材料成本、提高性能和赋予新的功能的重要作用，近年来又进一步发
现使用无机矿物粉体材料对减轻白色污染、保护，环境的环保功效，在当今
强调实施循环经济，建设资源能源节约型、环境友好型社会的大潮流中，更
凸显无机矿物粉体材料在塑料中应用的重大意义。
并不是所有的塑料材料及制品中都要添加无机矿物粉体材料，也不是都
添加相同的数量，在统计塑料中使用的无机矿物粉体材料数量时，通常按塑
料材料及制品总产量的10%计算，即目前我国塑料加工行业每年使用的无机
粉体材料至少在400万吨以上。
碳酸钙(包括重钙和轻钙)是使用最为广泛，
用量最大的无机矿物粉体材料，在所使用的无机矿物粉体材料总量中，碳酸
钙占到70%以上，不仅仅是因为碳酸钙资源丰富、价格低廉，碳酸钙的稳定
性好、色泽单纯、低磨耗、易干燥、易加工、无毒等诸多优点也是得到普遍
大量使用的重要原因。
2 塑料加工企业对所使用的碳酸钙的基本要求
碳酸钙作为塑料常用的粉体材料具有许多其它粉体材料所不具备的优点，如白度高、易表面有机化处理、对加工设备及模具的磨损轻、成型加工流动
性好等，加之资源丰富、价格低廉，成为塑料加工行业首选的无机矿物粉体
材料。
依据目前塑料加工企业的思路和经验，在选用碳酸钙时所考虑的因素
构成对碳酸钙的基本要求。
1)价格低廉
尽管碳酸钙相对合成树脂其价格已十分低廉，相对其它任何一种粉体材
料也称得上物美价廉，但因供应商多，企业仍然对价格敏感，在可以使用的
前提下越便宜越好。
2)白度越高越好
碳酸钙本身的色泽较之其它无机矿物粉体材料都要白，从具体数值上说
达到90度就可以了，白度对填充塑料性能的影响并不显著，但塑料加工企业仍然希望白度越高越好是基于如下原因：
①白度越高表明纯度越高，非碳酸钙的其它矿物成份含量越低。
钙粉发灰表明可能存在游离碳，发黄表明可能有较多的铁化合物，发暗
表明硅的含量高。
杂质含量高有时会影响填充塑料制品的色泽、外观及在加
工过程中对加工设备和模具造成较重的磨损等。
②白度越高，直观印象越好，越显档次高。
③白度越高，搭配其它颜料后，最后的色泽越正、越稳定均一。
3)粒度及其分布要适当
作为一种粉体材料，一是要考虑本身在测试条件下颗粒本身的粒度及其
某一尺寸范围的颗粒所占比例的多少，二是要从实际应用出发考虑这些颗粒
的存在状态，是否团聚在一起，在填充体系加工过程中团聚体能否分散开来，像大海中的大大小小的海岛一样分散在基体塑料的“海洋”之中?
①从成本上考虑，只要能满足使用要求，宁可用粗的，不用细的。
例如生产
聚丙烯编织袋(布)用的扁丝所用的重钙，其粒度400目即可，如果用更细的
钙粉，不仅本身的价格明显提高，而且在制作填充母料时，还要耗用更多的
助剂和载体树脂，得不偿失。
②从填充塑料的性能上考虑，在可以适当增加成本的前提下，用粒度更细的
效果会更好。
③从加工流动性角度考虑，在控制好最大粒径的前提下，平均粒径大些为好。
对同一粒度的碳酸钙产品，其粒径分布可能千差万别，这从平均粒径上
可以反映出来。
对要求有较好加工流动性的塑料制品(如注塑成型制品、流延
法PE薄膜等)切不可用平均粒径太小的钙粉，如果可能的话，最好是在控制
好最大粒径的前提下，将小粒径的颗粒分离出去。
这是因为粒径小的颗粒越多，填充体系的加工流动性越差。
④做为商品出售的轻质碳酸钙和纳米碳酸钙的粒径及其分布和真正在塑料基
体中呈分散相存在的状态有“天地之别”，如果团聚问题解决得不好，就不会
显示出粒度小的优势作用。
粉体颗粒表面处理的结果是使其由亲水性转变化疏水性，即亲油性，有助于
粉体颗粒与基体高分子树脂之间形成相互融合的界面，从而提高填充塑料的
性能。
从另一角度讲，颗粒粒径越小，其表面能越高，越易发生团聚，而经
表面处理后，其表面能明显下降，从而可以大大降低颗粒之间的团聚倾向。
3 偶联剂在碳酸钙中的作用
对某些塑料制品，碳酸钙不经过表面处理照样可以使用，例如软质PVC
塑料鞋底、人造革等。
实际上这些制品加工时所加入的增塑剂已经起到了表
面处理剂的作用。
有些塑料制品不计较性能的优劣，更重视降低原材料成本，此时直接使用不经过表面处理的碳酸钙也是可以理解的。
但使用不经表面处
理的碳酸钙，填充材料的缺口冲击强度较不填充的纯塑料下降42%，而使用
经一般偶联剂处理的碳酸钙，在相同条件下可达到不加填料的纯树脂的水平，而如果表面处理得非常好，可使填充PE的缺口冲击强度提高10倍以上。
真
正使用量大的商品化的表面处理剂主要有硬脂酸、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶
联剂三大类，此外还有硅烷偶联剂和磷酸酯偶联剂等。
1)对碳酸钙表面处理用哪种处理剂最好?
硬脂酸最便宜，而且对聚氯乙烯塑料来说比较适合，因为硬脂酸除了可
使碳酸钙的表面有机化外，还可以做为聚氯乙烯的外润滑剂使用。
对聚烯烃
塑料来说，硬脂酸也可以用来处理碳酸钙，但用量较大，且因无化学反应仅
起包覆作用，故整体效果不如偶联剂。
几种偶联剂都可用于碳酸钙表面处理，但各具特点。
钛酸酯偶联剂多为
液态，易分散开来，但通常颜色较深，在要求白度高的产品中不适合；铝酸
酯价格比钛酸酯便宜一些，颜色呈白或淡黄色，利于做白色制品，但通常为
固态腊状，熔融和分布开来需要足够的时间；硅烷偶联剂十分昂贵，而且由
于分子结构上柔性碳链少且短，对填充塑料的加工流动性有影响。
在选择表面处理剂时要同时考虑价格、效果两个方面，特别要从处理好的重
钙将用于哪一种塑料和制品方面考虑并决定。
2)为什么市售偶联剂的价格相差悬殊?
同一类偶联剂本身受基本原材料的价格限制，其价格相差并不会很悬殊，但市售的偶联剂产品中因有效成分多少不同，价格就相差很大。
例如铝酸酯
偶联剂商品中，中间体异丙醇铝的多少直接影响着成本，它的价格是辅助成
分硬脂酸、石蜡的4～5倍，又如钛酸酯偶联剂中溶剂的多少也直接影响着价格。
因此，购买偶联剂要看其使用效果，而不能一味追求价格越低越好。
3)偶联剂如何使用?
使用偶联剂最关键的问题是要让它以最快的速度到达碳酸钙的每一个颗
粒跟前并与之发生化学反应形成化学键合。
这就要求一是要在高速运动状态
下分布开来，二是要有适当的温度利于化学反应的进行。
此外还有一个氢质
子(H+)的来源问题，如果碳酸钙中水分含量高，偶联剂有可能与水先进行反
应(H+由H2O来提供)，而不是与碳酸钙表面上的羟基反应，那么表面处理的
目的就不能达到了。
因此必须要保证快速分布、温度适宜和不含水分三个条件，才能发挥出偶联剂应有的作用。
至于是否应先溶于溶剂，是否一定要以
喷雾形式加入到处理设备中，一定要分批分次投人，经实践表明这些并不重要。
结论:碳酸钙在塑料中的应用取得世人瞩目的成就，是碳酸钙行业和塑料行业，特别是改性塑料行业共同努力的结果,在现在中国对改性塑料的要求越来越高,偶联剂也在随着这个趋势发展改进,而因此各种各样的复合型的偶联剂孕育而生, 硅基偶联剂,稀土偶联剂及锆酸酯偶联剂等等,满足客户在不同条件下改性
的需要。
而各个偶联剂生产企业只有不断的开发和复配出更新的更实用的偶
联剂产品来适应现在塑料产业高速发展的趋势。