碳酸钙的活化改性(内容清晰)

碳酸钙粉体改性研究进展兰黄鲜【摘要】碳酸钙粉体改性是提高碳酸钙复合材料整体性能的有效途径之一,国内外材料工作者做了大量的研究.综述了近年来碳酸钙粉体改性研究现状及其改性效果,展望了碳酸钙粉体改性研究领域的发展前景,提出了今后的主要研究任务.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2010(039)001【总页数】3页(P78-80)【关键词】碳酸钙粉体;表面改性;机理;改性效果【作者】兰黄鲜【作者单位】广西煤炭科学研究所,广西,南宁,523003【正文语种】中文【中图分类】TQ623.4碳酸钙（包括重钙和轻钙）具有原料易得、价格低廉，稳定性好、色泽单纯、无毒等诸多优点，而被广泛用于塑料、橡胶、造纸、油墨、建材、电线电缆等领域，成为用量最大的填充材料。

但由于碳酸钙属无机粉体，粒子表面是亲水疏油的，呈强极性，在有机介质中难以分散均匀，与基材之间结合力低，在受外力冲击时，易造成界面缺陷，导致材料性能下降；纳米级的碳酸钙粉末，表面能高，吸附作用越强，粒子互团聚,无法在聚合物基体中很好分散，从而影响其使用的实际效果。

因此，只有对碳酸钙进行改性,才能获得高性能且满足实际应用的功能性改性填充专用料。

通过对碳酸钙粉体表面改性可增加碳酸钙粉体颗粒间的斥力,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,改善碳酸钙粉体粒子与其他物质之间的相容性,使微粒表面产生新的物理、化学、力学性能及新的功能[1]，从而最大限度的提高材料性能和填充量，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充专用料。

碳酸钙粉体表面处理改性的作用机理基本上分为物理作用和化学作用两种类型，物理作用指的是表面涂量（或称之为包覆）和表面吸附，填料与处理剂之间的结合是分子间作用力，而化学作用是指在填料与处理剂之间发生包括取代、水解、接枝等化学反应[2]。

近年来，碳酸钙粉体的改性受到国内外材料工作者的广泛关注，尤其是其改性方法的研究。

２ 试 制部分 ．
２ １ 主要 原材 料 ． 工业 沉 淀碳 酸 钙 铝 钛 酸 酯
硬脂 酸
白 油
江 西盐 矿有 限责任 公 司 提供 山西 省 化工 研 究 所提 供
外 购
外 购
２ ２ 工艺 流 程 ．
２３ 工 艺 流 程说 明 ．
用白油作惰性溶剂 ， 铝钛酸酯和白油按 １ １ ： 的比例分两次喷洒于高速捏合机 中的碳酸钙上 ． 其
学改性 ， 而化学改性方面 ， 目前 ， 使用较多的有脂肪酸（ ， 盐）钛酸脂 ， 铝酸酯 ， 铝钛酸酯等偶联剂。对 碳酸钙进行表面改性我们选用的偶联剂是铝钛酸酯 ， 由于铝钛酸酯的独特结构 ， 使之对高分子材料 和碳酸钙有 良好的双亲和作用 ， 因而极大提高了碳酸钙在高分子材料中的分散性和流动性 ， 材料 的 机械性能和工性能同时也大为改善。
２２ ０ 年第２ 开发与 ０ 期 应用
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江 西 化 工
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起 填 充剂 的作 用外 ， 时也对 材料 起 改性 作 用 ， 同 尤其 是 在塑 料 行业 中 ， 机填 料 大 都采 用 碳 酸 钙 ， 无 但 碳 酸 钙本 身 是 一 种强 极 性材 料 ， 高分 子 材 料 中难 相 容 、 在 易结 团 ． 分散 性 差 。 为 了躲决 这 个 问 题 ， 目 前 比较 流行 的 方 法 主要有 两 种 ， 种是 将 碳 酸钙 颗 粒细 化 ， 一种 办 法是 将 碳 酸钙 颗 粒 表 面进 行 化 一 另

轻钙、重钙和活化钙有什么区别？先说轻钙与重钙：一般来说轻钙由于加工方法是化学反应来的（其过程是碳酸钙矿石经焚烧成氧化钙，加水成氢氧化钙，加二氧化碳又成钙碳酸），其纯度更高，更白，颗粒微观上有几种晶形；重钙由于是直接由矿石磨出来的，一般来说杂质较多（如氧化铁，氧化镁等），颜色更深，不如轻钙白，颗粒形态以圆球形居多。

轻钙和重钙都可以活化处理成活钙。

碳酸钙经活化处理后，表面性能有些改变。

如果只是以一些表面活性剂处理，如硬脂酸等，可以降低碳酸钙小颗粒的表面能，使颗粒聚团的倾向降低，便于其在制品中的分散；如果是以偶联剂进行处理，可以增加碳酸钙与有机树脂之间的相互作用，提高整体塑料的材料性能。

重质碳酸钙简称重钙，英文简称为GCC.是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。

由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。

轻质碳酸钙简称轻钙又称沉淀碳酸钙，英文简称为PCC,是将石灰石等原料段烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。

或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。

由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。

Calcium Carbonate 碳酸钙Heavy Calcium Carbonate 重质碳酸钙（而楼上所指的GCC缩写是Ground Calcium Carbonate,因重质碳酸钙又称研磨碳酸钙）LightCalcium Carbonate 轻质碳酸钙（楼上所指的PCC缩写是Precipitated Calcium Carbonate 因轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙）另，有资料称：重质碳酸钙的沉降体积范围为：1.1-1.9mL/g.与2楼略有差异。

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]。