碳酸钙的改性
碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用
碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用摘要：碳酸钙是橡胶与塑料制品的填料，能够提升制品的耐磨性与耐热性，保证尺寸的稳定性与刚度，并提升制品可加工性，还能减少制品的经济成本。
碳酸钙粉末的表面在经过改性处理后，可以有效的获得塑料机体材料。
在降低塑料制品的经济成本，并改善部分性能的同时，对于获得性价比较高的填充塑料有着深远的意义。
本文在分析碳酸钙表面处理改性技术及机理的基础上，对改性碳酸钙在塑料制品中的应用进行研究，从而推动碳酸钙行业不断发展。
关键词：碳酸钙；表面处理改性；塑料；应用碳酸钙被应用在了PVC、PE、PP以及ABS等材料中，加入碳酸钙可以改善塑料制品中的部分性能，能够提升制品的使用范围，还能在塑料加工中减少一定的树脂收缩率，从而改变流态状态，提升粘度。
碳酸钙应用在塑料制品中，可以有效提升制品的性能，通过研究碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用，可以帮助企业充分明确塑料制品的综合品质，降低经济成本与碳酸钙的关系，明确碳酸钙表面处理改性，从而到达应用目标，促进碳酸钙应用范围扩大。
一、碳酸钙表面处理改性碳酸钙的表面处理是经过物理与化学的方式来吸附表面处理剂，或者键合在碳酸钙表面中，构成包膜，改善表面的性能。
随着时间的推移，人们对于碳酸钙的研究不断加深，在碳酸钙处理剂与处理方法上面已经有了很多的技术方法。
碳酸钙的表面处理方法主要可分为偶联剂、有机物、无机物等表面处理方式[1]。
通过研究，可以充分为碳酸钙的应用提供依据。
（一）偶联剂表面处理偶联剂表现处理主要是通过两性结构化合物来处理，分为硅烷类、铝酸酯类等，还可以应用锌酸酯、铬酸酯等作为表面处理。
偶联剂的作用机理是借助分子的一端基团和碳酸钙的表明出现反应，从而构成化学键合，但是另一端和聚合物相容产生物理缠绕，把不同的材料经过偶联剂的作用结合起来，从而改善塑料制品的机械、物理特性。
例如，钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等等[2]。
（二）有机物表面处理有机物表现处理分为脂肪酸或盐处理、磷酸酯处理、聚合物处理等等，不同的表面处理会通过不同的作用产生不一样的反应、性能，从而达到处理作用。
【精品文章】活性碳酸钙-改性碳酸钙的特点及常用改性剂
活性碳酸钙/改性碳酸钙的特点及常用改性剂
作为填料使用的碳酸钙，若未经表面处理，与有机高聚物的亲和性较差，容易造成在高聚物中分散不均匀，从而造成两种材料的界面缺陷，因此需要改进碳酸钙填料的应用性能。
活性碳酸钙（又称改性碳酸钙）是以普通碳酸钙粉体（有重钙和轻钙之分）为基料，采用多功能表面活性剂和复合型高效加工助剂，对无机粉体表面进行改性活化处理而成。
经改性处理后的碳酸钙粉体，表面形成一种特殊的包层结构，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面作用，从而提高制品的抗冲击强度，是一种性能优良的增量型填充料。
用表面活性剂处理碳酸钙时，由于碳酸钙是无机物，所以它和表面活性剂的亲水基有很大的亲和力，它们之间进行类似化学键这样的化学结合，亲油基就定向于碳酸钙微粒的表面，形成一层单分子膜。
这就是活性碳酸钙生产的基本原理，这样处理过的填料已由亲水性变为亲油性，对树脂一类的有机物有良好的亲和力。
必须指出，可以用来对碳酸钙进行表面处理的，除了表面活性剂以外，还有近年来发展起来的有机偶联剂以及各种改性剂。
凡是用这些物质处理的碳酸钙都可以笼统地称为活性碳酸钙。
活性碳酸钙对一般橡胶、塑料制品均具有一定补强性，改善无机填料与树脂的相容性，从而改善制品的机械性能、加工性能，提高复合材料的热稳定性，实现高填充。
pvc管材、板材、电缆料等，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填料填充量，减少树脂用量，降低成本。
pp、pe、橡胶等，特别适用pvc管材，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填。
碳酸钙表面改性探究
碳酸钙表面改性探究碳酸钙是一种重要的工业原料，广泛应用于建筑、冶金、化工、农药、医药等领域中。
尽管碳酸钙在实用和经济方面已发挥重要作用，但由于其物理性质的特殊性，碳酸钙的表面活性性不高，给其在各种应用中的发挥出现了一定的限制。
因此，在科学家对碳酸钙有效改性的认识不断深入的过程中，对碳酸钙的表面改性技术得到了广泛的研究和开发。
碳酸钙表面改性技术有多种，其中最常用的方法包括物理改性和化学改性。
物理改性技术包括粉体表面微观结构的改变、表面疏松膨胀、表面抗粘附强化技术等，可以改变碳酸钙表面的表面活性性，从而改善其在某些特定应用中的性能。
而化学改性技术主要是通过利用化合物作用于碳酸钙表面，以改变其表面性质，进而获得新的或者改性后的化学组分，实现对碳酸钙活性表面的改性。
物理改性技术可以明显改变碳酸钙粉体表面的结构，从而增加其表面能量、增加表面积、改变比表面电位及其他性能，以达到改善碳酸钙表面活性性的目的。
例如，碳酸钙表面可以通过喷雾干燥技术改变表面的结构，使碳酸钙表面的一部分水溶性，从而改善表面的活性性。
此外，碳酸钙表面还可以通过气化、水热等物理方法改性，例如水热碳酸钙，可以改变钙离子的结构，进而改变表面的结构，达到碳酸钙表面改性的目的。
另外，碳酸钙表面改性技术还包括表面抗粘附强化技术，即对碳酸钙表面进行有机涂层改性，以改善其表面活性性。
例如，可以通过硅油沉积、化学改性等方法，将硅油均匀涂覆于碳酸钙表面，以达到改变碳酸钙表面性质的目的。
此外，表面强化技术还可以通过利用碳酸钙表面特异性，将不同类型的有机涂层与其结合，从而改变其表面电荷，获得较高的表面活性性。
当前，碳酸钙表面改性技术已取得了长足的发展，并得到了广泛的应用。
不仅如此，在未来，碳酸钙表面改性技术还会发展得更加全面，更加完善，以满足碳酸钙在不同领域的应用需求。
综上所述，碳酸钙表面改性技术是通过改变表面结构、抗粘附强化技术和化学改性技术，改变其表面电荷等技术，以改善其表面活性性而获得的。
超微细碳酸钙的表面改性研究
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超微细碳酸钙是一种 粒径 小于 １ ｍ 的无 机粉 体材 料… ， ０ 其研 制 、 开发 、 应用受 到 国 内外 的普遍 关 注。广 泛用 于涂 料 、 橡 胶、 塑料 、 黏剂 、 墨 、 胶 油 造纸 、 妆 品 、 药等 方 面 ， 它 作填 充 化 医 用 剂不仅 可增容降低 成本 ， 还具 有增 韧 补强 作 用 Ｊ 因此 ， 为 ． 作
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碳酸钙表面改性常用改性剂有哪些
碳酸钙表面改性常用改性剂有哪些？在实际生产中，碳酸钙的表面处理主要分为干法改性和湿法改性。
对于重钙、部分低档次轻钙等普通产品，可采用干法处理，对于纳米碳酸钙、专用碳酸钙等中高档次的产品则需采用湿法处理。
1、碳酸钙干法改性常用改性剂干法改性是将表面处理剂与碳酸钙粉末直接混合，通过高速旋转、喷淋等方式，使改性剂一端的基团与碳酸钙表面形成强化学键，另一端与高分子材料发生反应或物理缠绕，从而实现对碳酸钙的表面改性。
干法改性的工艺原理简单，设备要求也不高，但此法缺点也很明显，无法达到非常均匀的包覆效果，总有部分碳酸钙无法被包覆，这将导致产品在应用时使制品出现缺陷。
故干法改性一般适用于对性能要求不太高的产品。
干法改性工艺使用的表面处理剂主要有：钛酸酯类：主要分为单烷氧型，螯合型和配位型三大类。
单烷氧型因含有功能性基团，比较适合干法改性；螯合型因含有乙二醇基，比较适合湿法改性工艺；而配位型一般难溶于水，不与酯发生反应，适合干法改性。
铝酸酯类：常温下为白色蜡状固体，热分解温度高、约300℃，具有反应活性强，无毒、味弱、价格较低、适用范围广等特点，但因为易水解，钛酸酯只适合于干法改性工艺。
由于铝酸酯对PVC有良好的热稳定性和润滑性，其已广泛应用于碳酸钙表面处理及塑料产品的加工中。
硼酸酯类：常温下为白色粉状或块状固体，由于具有优异的抗水解性和热稳定性，硼酸酯不仅可以应用于干法改性，湿法改性也同样适合。
磷酸酯类：表面处理时，可以与碳酸钙表面钙离子发生反应生成磷酸钙包覆在碳酸钙表面，从而达到表面改性功能。
用磷酸酯处理过的碳酸钙在应用时可提高材料的加工、机械性能，同时也可改善制品的阻燃性和耐腐蚀性。
2、碳酸钙湿法改性常用改性剂湿法改性是将表面处理剂溶于水，加入到碳酸钙水溶液中，通过控制加入速度，溶液温度，包覆时间来进行表面处理的一种方法。
相较于干法改性，湿法改性的包覆效果明显更好，包覆的更加均匀，得到的产品质量也更加稳定。
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。
碳酸钙表面改性探究
碳酸钙表面改性探究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。
标签：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。
纳米活性钙加入到高分子体系中，因为其颗粒属于纳米级，对体系的流变特性可以产生一定的影响，因此人们对在高分子体系中加入纳米活性钙所产生的流变性能影响的研究也越来越重视，所以对其的发展也越来越深入了，未来的情景很美好，很值得开拓它。
改性剂对碳酸钙粉体进行改性原理？
改性剂对碳酸钙粉体进行改性原理？
碳酸钙粉体作为橡胶、塑料、涂料等领域的填料，若未经碳酸钙改性剂做表面改性，与有机高聚合物的亲和性差，容易造成在高聚物中分散不均匀，造成两种材料的界面缺陷，因此碳酸钙粉体需要粉体改性剂，改进碳酸钙的应用性能，从而提高制品的抗冲击强度，拉伸性能等，成为一种性能优异的增量型填充料。
一、那么如果有效的对碳酸钙粉体进行表面改性呢？
碳酸钙粉体表面改性原理：用碳酸钙改性剂对碳酸钙粉体进行改性时，由于碳酸钙是无机物，它和粉体改
性剂的亲水基有很大的亲和力，它们之间进行类似化学键这样的化学结合，亲油基就定向于碳酸钙微粒的表面，形成一层单分子膜，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面
作用。
这就是活性碳酸钙生产的基本原理，这样处理过的填料已由亲水性变为亲油性，对树脂一类的有机物有
良好的亲和力，从而提高制品的各项应用性能。
二、改性后碳酸钙粉体具备哪些性能特点？
改性后的碳酸钙对一般橡胶、塑料制品均具有一定补强性，改善无机填料与树脂的相容性，从而改善制品
的机械性能、加工性能，提高复合材料的热稳定性，实现高填充。
pvc管材、板材、电缆料等，可提高复合材
料热稳定性、表面光洁度、填料填充量，减少树脂用量，降低成本。
pp、pe、橡胶等，特别适用pvc管材，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填料填充量，减少树脂用量，降低成本。
塑料用碳酸钙粉体改性技术全介绍
塑料用碳酸钙粉体改性技术全介绍无机材料在塑料中应用是一门年轻的跨学科技术，无机粉体资源丰富、价格低廉、性能优异，在塑料制品中已得到了广泛应用，已成为紧要的填充、改性、加强材料。
（一般碳酸钙）300～600元/t，而烯烃树脂价格在9000～15000元/t，聚氯乙烯价格在7000～8500元/t，树脂比钙粉的价格高出20～30倍，改性母料的价格也只有树脂的1/5～1/3。
假如在塑料制品中添加5%～30%的母料，扣除密度因素，每吨塑料制品还可降低成本几百元到数千元，企业生产效益特别明显。
重质碳酸钙是把天然矿石用机械磨碎得到的粉体。
重质碳酸钙的密度2.7g/cm3。
轻质碳酸钙是通过化学反应得到的沉淀碳酸钙。
轻质碳酸钙的密度约为1.2～1.9g/cm3。
一、碳酸钙的优势碳酸钙作为无机填料在塑料中使用具有以下优势：资源丰富、价格低廉；无毒、无味、无刺激性；色白，易着色，对其它颜色干扰小；硬度低，对加工设备及模具的磨损轻；化学稳定性好，和大多数基体塑料不发生化学反应；热稳定性好，热分解温度在800℃以上。
易干燥，无结构水。
经表面活化改性后，与塑料有较好的相容性和熔融流动性，还可改善塑料制品的物理性能。
二、改善塑料的环境友好性碳酸钙等无机粉体材料在制造环境友好塑料材料方面已发挥了紧要作用。
碳酸钙有利于塑料材料的降解，聚乙烯薄膜中有碳酸钙粉末时，由于在填埋后碳酸钙有可能与CO2和H2O反应，生成溶于水的Ca（HCO3）2而离开薄膜。
留下的微孔，将增大聚乙烯塑料接触四周空气和微生物的面积，从而有利于进一步降解。
填加碳酸钙有利于聚乙烯的焚烧，对于无回收利用价值或回收利用再生的代价太大不宜再回收时，填埋又要占据大量土地，焚烧依旧是可选的处理方法。
多数城市固体废弃物的外包装（垃圾袋）能否安全燃烧并燃烧完全，是焚烧技术的关键之一，无机粉体的加入能够使得这一问题得到极大的改善。
三、碳酸钙填充改性轻量化技术（1）凡是成型加工中有拉伸过程的，其填充塑料的密度都低于同样成份的注塑成型塑料：聚丙烯（PP）扁丝经过将近六倍的单向拉伸，碳酸钙粉体颗粒分散在PP大分子经拉抻后形成的空隙中，因此高倍的单向拉伸制品，其增重问题不明显，在扁丝仍能充足国家标准的情况下，同样重量的物料，其扁丝的长度没有明显变化。
碳酸钙表面改性的应用领域及粉体改性剂的类别
碳酸钙表面改性的应用领域及粉体改性剂的类别粉体改性剂对碳酸钙表面改性目的在于通过粉体表面包覆改性，提升碳酸钙应用性能、拓宽碳酸钙的应用范围、市场以及引领一些新的应用领域以及蓝海市场，那么如今的改性碳酸钙的应用领域是哪些呢？1.改性碳酸钙在聚氯乙烯（PVC）领域应用改性碳酸钙与普通碳酸钙相比，颗粒以原生态粒子状态均匀分布，不团聚，与PVC树脂具有极好的相容性和分散性，易塑化，不粘辊，加工性能优良，有利于提高加工效率，而且制品的断裂强度及断裂伸长率明显提高，物理机械性能良好。
2、改性碳酸钙在聚丙烯（PP）领域应用采用粉体表面改性剂对轻质碳酸钙表面进行改性，可使碳酸钙的吸油值降低到22%，接触角降低到68.6°。
改性后的碳酸钙填充进聚丙烯，在聚丙烯中分散良好，能在一定程度上缓解拉伸强度的下降趋势，使复合材料的断裂伸长率达到28.47%、冲击强度达到6.7kJ/m2。
3、改性碳酸钙在高密度聚乙烯（HDPE）领域应用采用粉体改性剂对重质碳酸钙进行机械化学改性，铝酸酯偶联剂在碳酸钙粒子表面发生了一定的键合作用，改性后碳酸钙颗粒分散性明显提高；随着高密度聚乙烯（HDPE）中改性碳酸钙用量的提高，复合材料磨耗量和摩擦功减小，抗摩擦性能提高；在用量为8phr时，复合材料力学性能最佳，拉伸强度和冲击强度分别提高了4.46%、24.57%。
4、改性碳酸钙在低密度聚乙烯（LDPE）领域应用改性碳酸钙的活化指数为99.71%、吸油值为46.19mL/100g、最终的沉降体积为2.3mL/g、10g改性碳酸钙与100mL液体石蜡混合物的黏度为4.4Pa·s。
将改性碳酸钙填充到低密度聚乙烯（LDPE）中，当改性碳酸钙含量为10%时，复合材料具有较好的力学性能。
5、改性碳酸钙在ABS塑料领域应用纳米碳酸钙经过粉体改性剂表面改性以后，在有机介质中的分散性得到了提高，表面由亲水性变成了亲油性，将其用于ABS树脂中，可提高ABS树脂的力学性能，如冲击强度、拉伸强度、表面硬度、弯曲强度以及热性能如热变形温度。
碳酸钙表面改性
碳酸钙表面改性一、表面活性剂表面活性剂种类多，生产能力大，价格低廉。
目前，表面活性剂改性纳米碳酸钙技术较成熟，是工业上碳酸钙表面改性常用的修饰剂。
表面活性剂主要可分为脂肪酸(盐)类、磷酸酯类等。
用表面活性剂改性的碳酸钙可以经常用于塑料、橡胶中，具有很好的相容性，可以提高被填充物的加工性能。
脂肪酸(盐)类改性剂属于阴离子表面活性剂，分子一端长链烷基结构和高分子结构类似，与高分子基料有较好相容性;另一端为羟基等极性基团，可与碳酸钙表面发生物理或化学吸附。
用于碳酸钙表面活化处理的脂肪酸主要是含有羟基、氨基的脂肪酸。
目前使用最多，效果最好的脂肪酸(盐)。
通过此种活化剂活化的碳酸钙吸油值小，疏水率高，pH值适中，粘度小。
活化方法如下:将一定固含量的碳酸钙浆料加热到80~90℃，取碳酸钙质量2%的硬脂酸，如果是纳米钙硬脂酸的量还应该适当增加。
称取硬脂酸量16%的NaOH，溶解后加热到80℃，然后加入硬脂酸，待硬脂酸皂化完全后，加入到碳酸钙浆料中，继续加热搅拌1h，抽滤，烘干即得活性碳酸钙产品。
硬脂酸可以单独使用，也可以与钛酸酯、聚乙二醇、乙烯酸相配合使用，效果也很好。
另外常用的还有松香酸(盐)、丙烯酸、椰子油、棕榈酸(盐)、磺化油、太古油等。
二、偶联剂偶联剂是使无机材料与有机材料界面上起着分子桥偶联作用的一种独特的化工材料，用偶联剂对CaCO3粉末进行表面处理可制造功能CaCO3粉末，国外处理CaCO3的偶联剂有几十种。
1、钛酸酯偶联剂目前，钛酸酯偶联剂的品种已超过七十种，根据其分子结构，与填料偶联类型，主要分为单烷氧基型、单烷氧焦磷酸酯型、螯合型和配位型四大类。
钛酸酯偶联剂中烷基容易水解，也容易与无机物表面的羟基发生反应，从而把偶联剂与无机物连接在一起，表面覆盖一层钛酸酯偶联剂层而得到了活化，表面张力变化，由亲水性变为疏水性，较容易分散到树脂或橡胶中去。
钛酸酯偶联剂的大致用量为碳酸钙的0.5%~3%之间，被处理的碳酸钙粒度越小，比表面积越大，所需要的钛酸酯偶联剂的用量也就越大。
了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂
了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂碳酸钙是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料，但是，未经表面处理的碳酸钙与高聚物的相容性较差，简单造成在高聚物基料中分散不均从而造成复合材料的界面缺陷，降低材料的机械强度。
随着用量的加添，这些缺点更加明显。
因此，为了改进碳酸钙填料的应用性能，必需对其进行表面改性处理，提高其与高聚物基料的相容性或亲和性。
1、碳酸钙表面改性简述碳酸钙的表面改性方法重要是化学包覆，辅之以机械化学；使用的表面改性剂包括硬脂酸（盐），钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯，聚乙烯蜡等。
碳酸钙连续表面改性工艺表面改性要借助设备来进行。
常用的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机、高速加热混合机以及涡流磨和流态化改性机等。
影响碳酸钙表面改性效果的重要因素是：表面改性剂的品种、用量和用法（即所谓表面改性剂配方）；表面改性温度、停留时间（即表面改性工艺）；表面改性剂和物料的分散程度等。
其中，表面改性剂和物料的分散程度重要取决于表面改性机。
2、脂肪酸（盐）改性碳酸钙硬脂酸（盐）是碳酸钙最常用的表面改性剂。
其改性工艺可以采纳干法，也可以采纳湿法。
一般湿法工艺要使用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。
（1）硬脂酸干法改性碳酸钙涂酸磨机改性碳酸钙采纳SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等连续式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是连续同步给入的，硬脂酸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，反应温度掌控在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。
【精品文章】全面解析轻质碳酸钙的表面改性技术
全面解析轻质碳酸钙的表面改性技术
轻钙晶型可控、具有半补强和补强等优异特性，是目前重钙所无法具备的，因此，尽管其价格远高于重钙，生产技术也复杂得多，但在用作在许多中高档产品的功能性填料方面是重钙所无法取代的。
一、轻质碳酸钙的生产方式
重钙是采用物理研磨的方法将天然矿物直接经机械粉碎所得产品，而轻质碳酸钙则是用化学加工方法制得的。
由于轻钙的沉降体积(2.4-2.8ml/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9ml/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。
化学方法又分为碳化法、苏尔维法、联钙法、苛碱法和氯化钙-苏打法五种方法，其中应用最多的是碳化法，其次是氯化钙-苏打法。
1、碳化法：其化学反应过程如下
2、氯化钙-苏打法
在纯碱水溶液中加入氯化钙进行复分解反应，并进行快速冷却而生成无定形的碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得沉淀碳酸钙。
采用化学方法生产的轻钙粉体粒度小（数微米以下）、粒度分布窄（可视为单分散）、粒子晶型多样（不同用途晶型要求不同）。
其他化学生产方法机理可详读《纳米碳酸钙关键技术》（颜鑫著）。
轻钙粒度及对应比表面积见下图。
二、活性碳酸钙表面改性
按是否进行表面处理可分为普通沉淀碳酸钙和活性碳酸钙。
因活性碳酸。
碳酸钙表面改性探究
碳酸钙表面改性探究碳酸钙是一种新型的纳米材料，被广泛应用于药物缓释、医学分析和环境保护等领域。
但是，碳酸钙的表面疏水性大，导致其在液体或气体的环境中的活性能力不高，这限制了其在应用中的发挥，因此研究者们对碳酸钙表面改性做出了大量的努力。
碳酸钙表面改性包括物理改性和化学改性。
物理改性是指将碳酸钙粉体经过热处理、摩擦、混合、喷雾、球化等方式来改变其表面形貌、结构和力学性能，从而改变其疏水性和活性能力。
化学改性技术是将化学小分子或高分子例如羧基、磷酸脂和羟基改性剂与碳酸钙反应，以改善其表面的活性性能。
物理改性技术的主要优点是成本低，无需使用有毒有害的化学改性剂，生产简单；缺点是改性效果不明显，受到碳酸钙粒径、粒径分布、接触时间、接触温度等因素的影响。
而化学改性技术能够显著改善碳酸钙的表面活性性能，但同时使碳酸钙的结构变化较大，受到改性剂的数量及种类的限制，无法有效控制碳酸钙的结构及性质。
为克服上述不足，近几年来，研究者们开发出了合成碳酸钙表面改性剂的技术，如表面合成磷酸脂、羧基、羟基和其他有机改性剂，并以此为基础，进一步发展出表面合成技术。
例如，在碳酸钙表面合成磷酸脂的技术中，在碳酸钙表面聚集成一层磷脂膜，从而形成经典的植物细胞壁结构。
表面合成技术能有效提高碳酸钙的表面活性能力，同时可以更好地控制碳酸钙的结构和性质。
同时，随着研究的不断深入，新型的改性方法也应运而生。
例如，近年来出现了以碳酸钙为依托的纳米复合材料，例如，碳酸钙/聚苯乙烯等，这种新型复合材料拥有高强度、高硬度，高抗腐蚀性，并具有高度的生物相容性，有望在生物医学领域发挥重要作用。
总而言之，碳酸钙表面改性是一个复杂的课题，研究者已经进行了大量的工作，主要有物理改性、化学改性和表面合成技术。
未来，碳酸钙的表面改性技术还将有望发展出更为先进的新型改性技术，并在生物医学领域得以广泛应用。
纳米碳酸钙的合成、表面改性以及应用
纳米碳酸钙的合成、表面改性以及应用一、本文概述纳米碳酸钙作为一种重要的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质，在多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面介绍纳米碳酸钙的合成方法、表面改性技术以及其在不同领域的应用。
我们将概述纳米碳酸钙的基本性质，包括其结构、形貌和主要性能。
随后，我们将详细介绍纳米碳酸钙的各种合成方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并分析各种方法的优缺点。
在此基础上，我们将深入探讨纳米碳酸钙的表面改性技术，包括表面包覆、表面接枝等，以提高其分散性、稳定性和功能性。
我们将概述纳米碳酸钙在橡胶、塑料、涂料、造纸、医药等领域的应用，展望其未来的发展趋势和应用前景。
本文旨在为读者提供关于纳米碳酸钙的综合性知识，为其在科研和工业应用中的进一步研究和开发提供参考。
二、纳米碳酸钙的合成方法干法合成主要是通过气-固相反应，将气态的二氧化碳与固态的氢氧化钙在高温下反应生成碳酸钙。
这种方法设备简单，操作方便，但产品纯度低，颗粒尺寸大，分布不均，且能耗高，环境污染严重。
湿法合成则是将气态的二氧化碳通入到含有钙离子的水溶液中，通过控制反应条件，如温度、压力、搅拌速度等，使二氧化碳与钙离子在水溶液中反应生成碳酸钙。
湿法合成的产品纯度高，颗粒尺寸小，分布均匀，且易于进行表面改性。
常用的湿法合成方法包括碳化法、沉淀法、乳液法等。
超重力法是一种新型的合成方法，它利用超重力场强化气液传质过程，使二氧化碳与钙离子在超重力环境下迅速反应生成碳酸钙。
这种方法具有反应速度快，产物纯度高，颗粒尺寸小且分布均匀等优点，是一种具有广阔应用前景的合成方法。
纳米碳酸钙的合成方法各有优缺点，需要根据具体的应用需求选择合适的合成方法。
随着科学技术的不断发展，新的合成方法也在不断涌现，为纳米碳酸钙的制备提供了更多的选择。
三、纳米碳酸钙的表面改性纳米碳酸钙作为一种重要的无机纳米材料，在多个领域具有广泛的应用前景。
然而，由于其高比表面积和强极性，纳米碳酸钙易于团聚，这限制了其性能和应用。
碳酸钙作为塑料填料的应用要点
碳酸钙作为塑料填料的应用要点碳酸钙作为无机填料应用于塑料填充已有多年的历史。
过去碳酸钙一般作为填料以降低成本为重要目的被广泛使用，并收到较好效果。
近年来，随着生产上广泛的使用和大量的讨论发觉，填充大量的碳酸钙也可做到不明显降低制品的性能，甚至某些方面还会大幅度提高，如机械性能、热性能等。
一、碳酸钙概述应用于塑料中填料的碳酸钙有重质（简称重钙）和轻质（简称轻钙）两种。
由于制备方法不同，轻钙聚积体积大，显得轻,实际上二者密度相差很少。
（1）轻质碳酸钙。
轻质碳酸钙（LightCalciumCarbonate），又称沉淀碳酸钙（PrecipitatedCalciumCarbonate），简称PCC。
通常所说的轻质碳酸钙是指一般的符合国标GB4794—84标准的产品，轻钙密度为2.4～2.7g/cm3，其长径为5～12m，短径为1～3m，平均粒径为2～3m。
工业上轻钙生产方法占主导地位的是碳化法。
轻质碳酸钙的特点颗粒形状规定，可视为单分散粉体；粒径分布较窄；粒径小，一般为1～3m。
依据碳酸钙晶粒形状的不同，可将轻钙分为立方锤形、立方针形、链形、球形、片形和四角柱形，这些不同形状晶粒可由掌控反应条件制得。
轻钙的原始平均粒径（d）分为：微粒碳酸钙5m；微粉碳酸钙1～5m；微细碳酸钙0.1～1m；超细碳酸钙0.02～0.1m；超微细碳酸钙＜0.02m。
（2）重质碳酸钙重质碳酸钙生产工艺有以下2种：（1）干法：首先手选从采石场运来的方解石、石灰石、白垩、贝壳等，除去脉石，然后用碎裂机对石灰石进行粗碎裂，再用雷蒙（摆式）磨粉机粉碎成细石灰石粉，最后用分散机对磨粉进行分级，将符合细度要求的粉末作为产品包装入库，否则返回再次磨粉。
（2）湿法：先将干法细粉制成悬浮液置于磨机内进一步粉碎，经脱水，干燥后便制得超细重质碳酸钙。
重质碳酸钙粉体特点颗粒形状不规定，而且颗粒有肯定的棱角，表面粗糙，粒径分布较宽，平均粒径一般为1～10m。
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无机粉体（CaCO3）的聚合物胶囊化改性
一、实验目的
1、了解无机粉体的聚合物胶囊化过程；
2、认识聚合物对无机粉体表面的改性作用；
3、熟悉并掌握粘度计的使用方法。
二、实验原理
采用物理或化学方法对粉体颗粒进行表面处理，有目的地改变其表面物理化学性质的工艺，称为粉体表面改性。
其目的是为了增强粉体与基体的界面相容性，从而提高复合材料的力学等各种性能。
矿物等粉体的表面改性方法有多种不同的分类。
根据改性性质的不同分为物理方法，化学方法和包覆方法；综合改性作用的性质、手段和目的，分为包覆法、沉淀反应法、表面化学法、接枝法和机械化学法。
包覆处理改性是利用无机物或有机物（主要是表面活性剂，水溶性或油溶性高分子化合物及脂肪酸皂等）对矿粒表面进行包覆以达到改性的方法，也包括利用吸附、附着及简单化学反应或沉积现象进行的包膜。
利用化学反应并将生成物沉积在矿粒表面形成一层或多层“改性层”的方法称为沉淀反应改性。
表面化学改性通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。
机械力化学改性是在矿物超细粉碎的同时实施表面化学改性，利用粉体机械力效应，可促进和强化改性效果，其实质是表面化学等改性方法的促进手段。
利用紫外线、红外线、电晕放电和等离子体等方法进行矿物等粉体表面改性的方法称为高能处理改性。
高能处理改性一般作为激发手段用于单体烯烃或聚烯烃在矿物颗粒表面的接枝改性。
如玻璃纤维和?-AL2O3等无机粉体经?-射线照射，可实现聚乙烯等单体在其表面的接枝聚合。
胶囊化改性是在颗粒表面覆盖均质而且有一定厚度薄膜的一种表面改性方法，如采用in suit聚合法可制成聚甲基丙烯酸甲酯包覆的钛白粉胶囊改性体。
在胶囊化改性工艺中，一般称内藏物为芯物质或核物质（Core material），包膜物为膜物质（Wall material）。
胶囊的作用是控制芯物质的放出条件，即控制制造胶囊的条件以调节芯物的溶解、挥发、发色、混合以及反应时间；对在相间起反应的物质可起到隔离作用，以备长期保存；对有毒物质可以起到隐蔽作用。
矿物粉体的胶囊化是正在发展的领域。
随着科学技术的发展，人们对材料在多功能、高附加值方面提出了更高的要求。
通过某种方法将不同种类的材料制成复合材料，使新材料保留原有组分的优点，克服其缺点，并显示一些新的性能，这种复合技术的研究，已日益受到国内外科技工作者的重视。
无机物质和有机物质各有所长，表面性质也有较大差异，通常两者单独使用时均存在一定的局限性，若将有机物质通过一定的方法包覆在无机粉体表面得到无机-有机复合粒子，可使其兼具两者的各自优点；再者将有机聚合物包覆在无机粉体表面，可使无机粉体达到表面改性的效果，改善其在有机溶剂中的分散稳定性。
微胶囊壳体直径为1-100 m，壳体壁膜厚度从几分之一微米到几微米。
通常用的表面改性剂有偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸、有机硅、聚烯烃低聚合物等，其中偶联剂是一种常用的表面改性剂，它是一种两性结构物质，分子中的一部分基团可与矿物表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合；另一部分基团与有机高分子发生化学反应或物理缠绕，从而将矿物与有机基体两种性质差异很大的材料牢固结合在一起。
本实验采用十二烷基硫酸钠为表面活性剂，甲基丙烯酸甲酯为聚合单体，过硫酸铵为引发剂，通过自由基聚合反应在CaCO3粉体表面包裹上一层均质而且有一定厚度的有机聚合物薄膜，达到粉体表面改性的效果，改善其在有机溶剂中的分散稳定性。
自由基聚合反应是指是单体借助于光、热、辐射、引发剂的作用，使单体分子活化为活性自由基，再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应。
此类聚合过程分可为链引发、链增长、链终止三个过程。
链引发反应是指单体借助于光、热、辐射、引发剂的作用，形成单体自由基的反应，常用的引发剂包括过氧化物和偶氮化合物。
链增长过程是指单体自由基与单体连锁聚合形成高分子活性链的过程，此步反应的活化能较低，为放热过程，链增长过程只与单体的本性有关，与引发剂的种类和介质性质基本无关。
链终止过程是指链自由基相互作用而形成稳定大分子的过程。
自由基聚合分为本体、溶液、乳液和悬浮四大类。
简单说一下这四类聚合的特点和优缺点。
三、实验试剂与仪器
试剂：CaCO3、蒸馏水、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、十二烷基硫酸钠（SDS）、过硫酸铵、液体石蜡。
仪器：烧杯、量筒、三口圆底烧瓶、回流冷凝管、温度计、搅拌器、电子天平、氮气袋、布氏漏斗、滤纸、粘度剂、铁架台、300 目筛。
四、实验步骤
1、搭搅拌装置：按从下到上的顺序将水浴装置、三口烧瓶、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计、冷凝管、电动搅拌器依次装好，应确保从正面和侧面看都呈一条直线.
2、实验步骤
五、注意事项
注意控制氮气流速和搅拌速度，不易过快。
六、思考题
1、CaCO3烘干过筛的目的是什么？
烘干过程可去除水分，通过过筛操作可去除结块的样品，保证碳酸钙原料的颗粒均匀，提高包覆效率。
2、CaCO3经包覆后，为什么要在40 oC下烘干？
在较低温度下烘干可有效保护有机包覆层。
3、在实验过程中加入十二烷基硫酸钠的目的是什么？
表面活性剂，可保证单体均匀分散在无机粉体表面，以得到均匀的包覆层。
预习报告：
1、查阅有关颗粒改性的文献一篇。