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。

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。

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？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。