碳酸钙表面改性的应用领域及粉体改性剂的类别
碳酸钙功能新材料
碳酸钙功能新材料一、引言碳酸钙是一种常见的无机化合物，具有广泛的应用领域。
随着科学技术的进步，人们不断发现并开发碳酸钙的功能新材料，为各个领域带来了许多创新和突破。
本文将介绍碳酸钙功能新材料在不同领域的应用和其特点。
二、碳酸钙功能新材料在建筑领域的应用1. 碳酸钙纳米粉体：碳酸钙纳米粉体具有较大的比表面积和丰富的表面活性基团，可以用作建筑材料的表面改性剂，提高材料的耐候性和抗污性。
此外，碳酸钙纳米粉体还可以用作增强材料，提高材料的力学性能。
2. 碳酸钙水泥：碳酸钙水泥是一种新型环保水泥，其主要成分为碳酸钙和硅酸盐。
相比传统的硅酸盐水泥，碳酸钙水泥具有更低的碳排放和更高的抗压强度，可以用于建筑物的结构加固和修复。
三、碳酸钙功能新材料在环境保护领域的应用1. 碳酸钙纳米颗粒：碳酸钙纳米颗粒具有较高的比表面积和吸附性能，可以用于废水处理和污染物吸附。
碳酸钙纳米颗粒可以吸附水中的重金属离子和有机物，达到净化水源的目的。
2. 碳酸钙微胶囊：碳酸钙微胶囊可以用于药物和化妆品的包埋和缓释。
通过控制微胶囊的大小和壁厚，可以实现药物和化妆品的持续释放，提高其效果和稳定性。
四、碳酸钙功能新材料在食品工业领域的应用1. 碳酸钙纳米颗粒：碳酸钙纳米颗粒可以用于食品的增稠剂和稳定剂。
由于碳酸钙纳米颗粒具有较小的粒径和较大的比表面积，可以增加食品的黏度和稳定性，并提高食品的质感。
2. 碳酸钙纳米涂层：碳酸钙纳米涂层可以用于食品的保鲜和防腐。
碳酸钙纳米涂层具有良好的抗菌性能和气体屏障性能，可以延长食品的保质期，并保持食品的新鲜度和口感。
五、碳酸钙功能新材料在医疗领域的应用1. 碳酸钙骨水泥：碳酸钙骨水泥是一种用于骨折修复和骨缺损修复的新型生物材料。
碳酸钙骨水泥具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以在体内迅速被吸收，促进骨组织再生和修复。
2. 碳酸钙纳米颗粒：碳酸钙纳米颗粒可以用于药物的载体和靶向给药。
通过控制碳酸钙纳米颗粒的大小和表面修饰，可以实现药物的缓释和靶向释放，提高药物的疗效和减少副作用。
工业碳酸钙粉的作用与用途
工业碳酸钙粉的作用与用途
工业碳酸钙粉是一种常用的无机化合物，它广泛应用于不同的工业领域。
其中最主要的用途是作为填充剂、增稠剂、漂白剂和改性剂。
此外，它还可以用于造纸、塑料、橡胶、油漆、建筑材料等行业。
在造纸行业中，碳酸钙粉被用作填充剂，以提高纸张的光泽度、白度和光滑度。
此外，它还可以增加纸张的厚度和强度，提高纸张的抗老化性能。
在塑料和橡胶行业中，碳酸钙粉被用作增稠剂和增强剂。
它可以增加塑料和橡胶的硬度、强度和耐磨性，同时降低生产成本。
在油漆行业中，碳酸钙粉被用作漂白剂和改性剂，以提高油漆的遮盖力、附着力和耐久性。
此外，它还可以降低油漆的成本，提高油漆的品质。
在建筑材料行业中，碳酸钙粉被用作填充剂和改性剂，以提高建筑材料的耐久性和抗老化性能。
此外，它还可以改善建筑材料的外观和性能，提高建筑材料的
质量和使用寿命。
总的来说，工业碳酸钙粉的应用非常广泛，不仅可以提高产品的品质和性能，同时还可以降低生产成本，提高经济效益。
纳米碳酸钙改性技术研究进展及代表性应用综述
纳米碳酸钙改性技术研究进展及代表性应用综述吕津辉/文【摘要】碳酸钙是一种重要的无机粉体填充材料，由于其原料来源丰富且成本低，生产方法简单，性能比较稳定，被广泛的应用于橡胶、涂料、胶黏剂、造纸、塑料、食品等行业。
按照生产方法的不同，碳酸钙可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
而活性碳酸钙，又称改性碳酸钙，是通过加入表面处理剂对重钙或轻钙进行表面改性制得[1]。
【关键词】纳米碳酸钙；改性剂；改性技术；纳米碳酸钙应用；填加纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于0.001～0.1um(即1～100nm)之间等。
由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子效应[1]。
为了使具有良好性能的纳米碳酸钙发挥优良性能，使用者对纳米碳酸钙进行表面改性，使其成为了一种具有多功能性的补强填充改性材料。
改性后的碳酸钙表面吸油值明显降低，凝聚粒子的粒径减小，粒子分散性增强，作为填料用于生产后的制品塑化时间缩短，塑化温度下降，溶体流动指数上升，流动性得到显著改善[2]。
1.表面改性的理论1.1 化学键理论偶联剂一方面可以与纳米碳酸钙表面质子形成化学键，另一方面要与高聚物有较强的结合界面，进而提高纳米粒子的力学性能[1]。
1.2 表面浸润理论因为复合材料的性能受高分子物质对纳米填料浸润能力的影响，若填料能完全被浸润，那么树脂对高能表面的物理吸附将提供高于有机树脂内聚强度的粘结强度[1]。
1.3 可变形层理论吸附树脂会优先选择偶联剂改性填料的表面作配合剂，一个范围的固化不均会生成变形层，变形层是一个比偶联剂在聚合物和填料之间的单分子层厚得多的柔树脂层，它能防止界面裂缝的扩图1流化床造粒工艺流程展，松弛界面应力，加强界面的结合强度[1]。
1.4 约束层理论模量在高模量粉体和低模量粉体之间时，传递应该是最均匀的[1]。
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。
碳酸钙粉体表面改性应注意的问题及发展方向
2006年第2期《中国粉体工业》3c n p o wde r .c o m .c n论文选萃碳酸钙粉体表面改性应注意的问题及发展方向李宝智（内蒙古包头市128信箱、014010）[摘要]碳酸钙粉体的表面改性，一定要以表面改性的机理为依据，同时考虑下游产品中有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求，经综合考虑，选择合理的表面改性剂，确定表面改性工艺，选择和配套表面改性设备，在此基础上生产出合格的改性产品。
[关键词]碳酸钙粉体表面改性我国碳酸钙粉体的加工技术及应用技术已在快步发展，在塑料、橡胶、涂料等高分子制品行业都得到了广泛应用。
碳酸钙粉体作为填充剂加入，可降低产品的成本。
但填充量不能过大，对产品的功能性没什么提高。
这主要是由于碳酸钙粉体与有机高分子材料基质的界面性质不同，使两者的亲合性差，造成碳酸钙粉体在有机高分子材料中的分散，交联及功能性差等问题的出现，从而导致了碳酸钙粉体的填充量不能过大，产品的力学性能有所下降。
为了改变这种状况，向功能型要求发展，就应对碳酸钙粉体进行表面改性。
改变其粉体的表面性质，改善与有机高分子材料的交联性，提高其分散性，增强制品的物理机械性能，增加添加量，降低成本，提高产品的附加值。
本文作者根据多年从事非金属粉体表面改性的实验和工业生产积累的经验和教训，对碳酸钙粉体表面改性中应注意的问题及发展方向等进行阐述。
1、表面改性剂的选择非金属粉体的表面改性技术是一门与应用技术密切相关的技术，从应用角度来说是具有很强的针对性。
因此对于不同的基材或处理的对象、选择合适的表面改性剂是致关重要的。
碳酸钙粉体是有机高分子制品的主要添加剂，为了提高产品的功能性、附加值、填加量及能在更多的领域中得到应用，必须对碳酸钙粉体进行表面改性。
表面改性剂的选择是改性工作中十分重要的环节。
对不同的高分子材料，不同的应用行业应选择不同类型的表面改性剂。
1.1表面改性剂的分类目前我国的表面改性剂比较多，如硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类、表面活性剂类等。
碳酸钙表面改性及在新型钻井完井液中的应用
１ 。④ 确定最 佳混 合 比例 及绘 制优化 曲线 ，见 图 １ ） 。从 图 １中可 以看 出，单一 暂堵 剂 粒度 分布 很难 完全
与储层 孔喉 分布相 一致 。优化 后 的暂 堵剂 颗粒粒 度分 布可 以较大 范 围内与储层 孔喉 分布 相匹配 。⑤适 当
调 整 不 同暂 堵 剂 加 量 ，使 优 化 曲线 相 对 油 保 基 线 稍 微 右 移 （ ２ ， 以 满 足 现 场 施 工 要 求 。 图 ）
［ 者 简 介 ］ 李 志 勇 （９ ８一 ，男 ，２０ 作 １７ ） ０ ０年 大 学 毕 业 ，博 士 ，讲 师 ，现 主要 从 事 油 田 化 学 及 储层 保 护 技 术 研 究 工 作 。
第 ３ ３卷 第 ３期
有疏水表面） 。通 过 室 内评 价 ，结果 表 明该 项 技 术 能有 效 降低 油 气初 始 流 动 压 力 ，提 高 油 井 产 能 ，具 有 良 好 的储 层 保 护 效 果 。
［ 键 词 ］ 储 层 保 护 ； 井 完 井液 ；理 想 充 填 ；活 性碳 酸钙 关 钻 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ２ ４ ３ 中 Ｅ ５ ． ［ 献标 识 码 ］ Ａ 文 ［ 文章 编 号 ］１ ０ ００—９５ （０ １ ３ ０ ８— ５ ７ ２ ２ １ ）０ —０ ９ ０
油气层保护是石油 勘探开发过程 中的重要技术措 施之一 ，此项 工作 涉及钻井 、完井 、井下作业 及油气 田开采全过程 中的各个 环节口 ，每一个环节 均可能因储层损害造成 严重 的产能损 失 ，钻井 完井液作 为接触 ］ 储层 的第一 工作 液 ，它 的性能好坏直 接影响储层保护效果及 油气井 的最终 产能 ，因此储层 钻井液 的优化设
碳 酸 钙 表 面 改 性 及 在 新 型 钻 井 完 井 液 中 的 应 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。
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。
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。
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。
碳酸钙生产用分散剂种类
碳酸钙生产用分散剂种类碳酸钙是一种常见的无机化合物，具有广泛的应用领域。
其中之一就是作为生产分散剂的原料。
分散剂是一种可以将固体颗粒均匀分散在液体中的物质，常用于颜料、涂料、塑料、纺织品等工业中。
下面将介绍几种常见的碳酸钙生产用分散剂。
一、聚合物分散剂聚合物分散剂是一种常用于工业生产中的分散剂。
它能够通过与颗粒表面发生物理或化学反应，形成一层稳定的分散层，防止颗粒聚集。
常见的聚合物分散剂有聚乙烯醇、聚酰胺等。
这些聚合物分散剂具有良好的分散性能，能够有效地分散碳酸钙颗粒，并提高颜料、涂料等产品的稳定性。
二、表面活性剂表面活性剂是一种能够降低液体表面张力并改变界面性质的化合物。
在碳酸钙生产中，表面活性剂常被用作分散剂，以提高颗粒的分散性能。
常见的表面活性剂有磺化聚乙烯醇、辛酸酐等。
这些表面活性剂能够在碳酸钙颗粒表面形成一层分散层，阻止颗粒聚集，从而提高产品的稳定性和性能。
三、聚合物改性分散剂聚合物改性分散剂是一种特殊的分散剂，它通过将聚合物与碳酸钙颗粒进行化学反应，改变颗粒表面性质，从而实现颗粒的分散。
常见的聚合物改性分散剂有聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等。
这些分散剂具有优异的分散性能，能够将碳酸钙颗粒均匀分散在液体中，提高产品的质量和性能。
四、有机溶剂有机溶剂是一种常用的分散剂，能够溶解碳酸钙颗粒，并将其均匀分散在液体中。
常见的有机溶剂有醇类、醚类、酮类等。
这些有机溶剂具有良好的溶解性能和分散性能，能够有效地分散碳酸钙颗粒，并提高产品的性能和质量。
五、无机酸无机酸是一种常见的分散剂，能够与碳酸钙颗粒发生化学反应，改变颗粒表面性质，实现颗粒的分散。
常见的无机酸有盐酸、硫酸等。
这些无机酸具有强酸性，能够与碳酸钙颗粒反应生成盐，从而实现颗粒的分散。
碳酸钙生产用分散剂的种类有聚合物分散剂、表面活性剂、聚合物改性分散剂、有机溶剂和无机酸等。
这些分散剂能够有效地将碳酸钙颗粒分散在液体中，提高产品的稳定性和性能。
轻钙和重钙,经粉体改性剂改性后,性能区别
轻钙和重钙，经粉体改性剂改性后，性能区别
碳酸钙作为塑料工业中廉价、应用面量最广泛的的粉体填充料其经济性可谓相当大，经过多年的应用，碳酸钙不仅可以降低塑料制品的原材料成本，而且还具有改善塑料材料某些性能的作用。
但是重钙与轻钙，在生产过程中，经过粉体改性剂改性后，应用过程中，有着一定的区别。
如下：
一、吸油值不同
轻质碳酸钙的吸油值为60-90 ml/100mg，远远大于重质碳酸钙的40-60 ml/100mg，因此吸收液体性和吸收树脂性能很，如果配方含有液体助剂，应该选用吸油质小的重质碳酸，吸油值大的无机粉体，会导致需要处理的偶联剂量增，例如碳酸钙的吸油值由40增大到50ml/100mg，会导致偶联剂用量增加30%，在PVC配方中如果选择轻质碳酸，就要多消耗液体助剂和PVC树，因此从吸油值上考虑应该尽可能选择吸油值低的重质碳酸钙。
二、流动性不同
从流动性上考虑，轻质碳酸钙的微观结构为纺锤形状，加上其自身吸油值比较大，可以将配方中促进流动的组分如润滑剂、增塑剂、偶联剂、分散剂等吸收，所以它的流动性不如重质碳酸钙好，一般加入量超过25份就严重影响流动性，而重质碳酸钙为颗粒状可以促进流动性，加入量不受限，在PVC管材配方中如果碳酸钙添加超过25份，如果从流动性上考虑最好选用重质碳酸钙。
三、改性功能不同
重、轻碳酸钙两者改性效果区分有细微区别，重质碳酸钙对拉伸强度较好，而轻质碳酸钙对冲击强度和刚性较好，一般用轻钙的塑料表面更光滑一些，而且密度会低一些；使用重钙塑料加工流动性要好一些，而且粒径较小的重钙填充塑料性能也较好。
另外根据重钙与轻钙本身性质，也跟它们的密度、粒径大小、颜色、产地等因素影响。
碳酸钙粉体改性研究进展
粉体颗粒间的斥力， 降低碳酸钙粉体颗粒间的引 力， 使其易于分散 ，还可以提高碳酸钙颗粒的表 面活性 ， 善碳 酸钙 粉体 粒子 与其 他物 质 之 间 的 改
相 容性 ， 使微 粒表 面 产生新 的物理 、 学 、 化 力学 性
能及新 的功能口 从而最大限度 的提高材料性能 １ ， 和填充量 ， 降低原料成本 ， 进而拓宽碳酸钙粉体 的应用领域 ， 使其成为具有功能性的新型改性填
第 ３ 第 １期 ９卷 ２１ ０ ０年 ２月
当
代
化
工
Ｖ １３ Ｎｏ１ ｏ ．９， ． Ｆ ｂｕ ｒ ， ０ ０ ｅ ｒ ａｙ ２ １
Ｃ ｎｅ ｏ ａｙＣ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ｏ ｔｍｐ ｒｒ ｈ ｍｉａ Ｉ ｄ ｓ ｙ ｒ
碳酸钙粉体 改性研究进展 术
兰 黄 鲜
一
兰黄鲜， 碳酸钙粉体改性研究进展 等：
７ ９
机亲油过渡 ， 以增强碳酸钙与树脂等有机基体的
相 容性 ， 而 改善 制 品 的物 理机 械 性 能 和加 工性 从
能。
肪 酸 的亲 油 性 基 团 ，可 防 止 碳 酸 钙 分 子 之 间 团 聚 ， 高 分 散 程 度 ； 分 子 的 另外 一 端 则 是 长 链 提 而 烷 基 ， 聚合 物分 子相 似 ， 与 具有 一定 的相容 性 。
３ 碳 酸 钙 改 性 研 究 进 展
３１ 机 械 力化学 改性 ．
杨眉等同 用脂肪酸处理碳酸钙填充丁苯橡胶 ， 发现其最佳条件改性温度 １０℃，用量为 １ ％。 ０ ． ４ 与未改性 的碳 酸钙相比， 脂肪酸改性碳酸钙填充 丁苯 硫 化 胶 的拉 伸 强 度 及 扯 断 伸 长 率 有 较 明 显
充专用 料 。
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。
碳酸钙的性能及应用
1.25μm
改性轻钙
143nm
改性纳米钙
纳米碳酸钙的应用
无碳酸钙 改性轻钙
未改性碳酸钙 改性纳米钙
纳米碳酸钙的应用
2. 在橡胶中的应用
晶型：以连锁状纳米钙对橡胶的补强效果最好；
粒径：以80~120nm为宜，颗粒太小导致分散困难； 吸油值：橡胶用纳米钙的吸油值越高，碳酸钙对
橡胶的浸润性和补强性越好；
CaCO3 +脂肪酸（盐）
CaCO3
碳酸钙的改性
碳酸钙的改性
碳酸钙的表面改性方法主要是化学包覆改性， 使用的表面改性剂包括脂肪酸（盐）、钛 酸酯偶联剂、铝锆偶联剂、无规聚丙烯、 聚乙烯蜡等。
1. 硬脂酸（盐）处理法
硬脂酸
CaCO3
干燥
高速捏合机
出料
硬脂酸包覆处理CaCO3工艺流程图
包装
碳酸钙的改性
水分：水分含量越低，则硫化烧焦的时间缩短，有 利于提高硫化速度；
pH值：一般控制在9~10.5，若pH值过低，则导致 硫化速度、焦烧时间长，从而延长加工时间，增加 能耗。
纳米碳酸钙的应用
3. 在胶黏剂、密封胶中的应用
晶型：以立方体、菱形六面体或部分呈链锁状的 立方体最好；
粒径：以60~120nm为宜，粒径太大，胶的触变性 能差，易流挂，影响力学性能，颗粒太小导致分散 困难，捏合时间长；
（3）油漆行业：碳酸钙在油漆行业中用量较大，是不可缺 少的骨架，在稠漆中用量为30%。
（4）水性涂料行业：能使涂料不沉降，易分散、光泽好等 特性，在水性涂料中用量为20~60%。
（5）其他行业：提高纸张的强度、白度，且成本较低；在 电缆中能起到一定的绝缘作用。
碳酸钙简介
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
6、改性碳酸钙在聚酯（PBAT）领域应用
对碳酸钙进行表面改性，改性后的碳酸钙填充量可达到50%，且复合材料制品的综合力学性能良好。
在复合材料中，改性碳酸钙粒子完全被PBAT树脂基体浸润包覆，没有溶出现象，同时提高了两者之间的相互流动性。
7、改性碳酸钙在辐射交联三元乙丙橡胶（EPDM）领域应用
对碳酸钙原位改性，改性碳酸钙分散性得到了提高；在辐射交联EPDM中，改性碳酸钙表面通过油酸集团与EPDM产生了化学反应，使碳酸钙参与到EPDM的交联网络中，提高了复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵尔A硬度，使碳酸钙在辐射交联EPDM中具有了补强性。
8、改性碳酸钙在聚乳酸（PLA）领域应用
通过偶联剂对碳酸钙进行表面改性，使碳酸钙比表面积加大，因而与基体接触面积增大，受到应力时会产生更多的银纹和塑性变形区，吸收大量的能量，从而达到增韧、增强的目的。
9、改性碳酸钙在PVC涂层织物领域应用
改性重质碳酸钙能够改善聚氯乙烯糊树脂配混料体系的相容性，在与普通重钙同等使用量的情况下，能够获得比较低的粘度，增强与聚酯基布的粘合作用，可以减少粘接剂的用量，同时能够改善涂层材料的手感，在增加40%使用量的情况下，对材料的加工性能、物理机械性能、热焊接性能没有不利的影响。
10、改性碳酸钙在聚氯乙烯（PVC）消防管领域应用
与普通碳酸钙相比，改性碳酸钙颗粒以原生粒子状态均匀分布，不团聚，其中部分以纳米粒子状态存在，因此填充于聚氯乙烯（PVC）消防管中，不仅能改善体系的加工性能，而且赋予制品较好的物理机械性能，达到增韧补强的效果。
11、改性碳酸钙在PVC电缆料和阻燃母粒领域应用
利用铝酸酯、钛酸酯偶联剂、硬脂酸改性重质碳酸钙，并将此重质碳酸钙复合填料用于制备PVC电缆料和阻燃母粒，性能优良，而复合改性剂的使用将成为重质碳酸钙表面改性的发展趋势之一。
12、改性碳酸钙在聚醚醚酮领域应用
采用磺化超支化聚芳醚酮改性碳酸钙晶须，可提高碳酸钙晶须在基体中的分散性，增强两相间的相互作用，降低复合材料在加工温度区间的熔体粘度，同时，所得到的复合材料的杨氏模量、弯曲模量和韧性都有所提高。
13、改性碳酸钙在室温硫化（RTV）单组分硅橡胶密封胶领域应用
采用硅烷偶联剂对超细碳酸钙进行表面改性，改性碳酸钙对密封胶的增强效果较好，其拉伸强度为0.57MPa、最大强度伸长率为159.60%。
14、改性碳酸钙在室聚氨酯密封胶领域应用
采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与硅烷偶联剂KH570共聚改性碳酸钙，改性后碳酸钙的水接触角为60°，沉降值为1.36ml/g，在聚氨酯中的分散性较好，与聚氨酯混合后表现出触变性能，并且对聚氨酯的力学性能的改善优于未改性的碳酸钙。
15、改性碳酸钙在硅酮胶领域应用
纳米碳酸钙可以在一定程度上替代白炭黑用于填充硅酮胶，是硅酮胶的主要生产原料，纳米碳酸钙作为硅酮胶的填充剂、增强剂，可以大大地降低制品的成本，改善制品的加工性能，极大地提高胶的拉伸强度、撕裂强度
等力学性能，通过对纳米碳酸钙晶型、粒径及表面处理的控制，从而使制品获得优良的触变性能和抗流挂性能。
16、改性碳酸钙在天然橡胶硫化胶领域应用
采用间苯二酚和六次甲基四胺对碳酸钙进行改性，改性碳酸钙天然橡胶硫化胶比未改性碳酸钙天然橡胶硫化胶的力学性能有明显的提高，相比于未改性碳酸钙，天然橡胶硫化胶的定伸强度提高130%，拉伸强度提高101%，撕裂强度提高70%。
17、改性碳酸钙在丁苯橡胶（SBR）领域应用
对采用羧化聚丁二烯（CPB）改性碳酸钙用作SBR的补强剂，其硫化胶的性能与未改性碳酸钙相比，拉伸强度提高60%，300%定伸应力提高70%，撕裂强度提高30%。
18、改性碳酸钙在半钢子午线轮胎气密层领域应用
在半钢子午线轮胎气密层中加入40份改性碳酸钙，能够提高胶料的气密性，且对胶料抗屈挠性能及胶料加工性能影响很小。
从轮胎的工厂试验结果来看，使用了40份的改性碳酸钙的气密层其气密性比普通的气密层提高了30%，同时成本下降了3.65元/kg，轮胎的高速及耐久性能均不受影响。
19、改性碳酸钙在造纸填料领域应用
采用淀粉包覆改性碳酸钙作为造纸填料，改性碳酸钙具备较强的抗剪切性和较高的留着率，使得纸页强度性能较高，且强度性能下降的幅度明显减缓。
20、改性碳酸钙在再造烟叶领域应用
采用六偏磷酸钠、柠檬酸（复配比例为1:l）对碳酸钙进行改性，改性碳酸钙加入到再造烟叶中的灰分比商用碳酸钙的灰分含量高了8.25%，常规烟气指标、感官评吸结果均优于商用碳酸钙。
21、改性碳酸钙在粉末涂料领域应用
改性碳酸钙在粉末涂料中起骨架作用，可增加涂膜厚度，提高涂层的耐磨性和耐久性。
一般改性碳酸钙要比其他的无机填料价格第，故可降低粉末涂料的成本，同时提高其上粉率和喷涂面积。
22、改性碳酸钙在乳胶涂料领域应用
利用改性纳米碳酸钙制备PVC含量为43%的乳胶涂料，填加改性纳米碳酸钙的涂料涂层表面平整性好，致密，且耐沾污性、耐洗刷性、耐老化性等性能都得到较大改善，其中以硬酯酸和磺酸钠改性的纳米碳酸钙对拉伸强度影响较大，而硬酯酸和钛酸酯改性的纳米碳酸钙对耐沾污性和耐洗刷性影响显著。
23、改性碳酸钙在油墨领域应用
用改性碳酸钙配制的油墨身骨及黏性比较好，具有良好的印刷性能，干燥快，而且没有副作用。
由于颗粒小，用于油墨产品中表现出优异的分散性、透明性、极好的光泽和遮盖力，以及优异的油墨吸收性和干燥性，因此印品细腻、网点完整。
尤其是在油墨广泛采用树脂连接料后，改性碳酸钙以其优异的稳定性，几乎已经取代其他填料了。
24、改性碳酸钙在牙膏领域应用
广东拉芳个人护理用品有限公司利用二氧化硅包覆微米级球形碳酸钙颗粒，对牙膏用磨擦剂碳酸钙进行表面改性，制得在磨损值相同的情况下，将改性碳酸钙添加于牙膏中，与氟化物的相容性得到了显著的提高。
碳酸钙粉体的表面改性，一定要以表面改性的机理为依据，同时考虑下游产品中有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求，经综合考虑，选择合理的碳酸钙表面改性剂，确定表面改性工艺和设备，才能在此基础上生
产出合格的活性碳酸钙产品。