中國粉體網訊 碳酸鈣是塑料行業中應用較多，較為常見的一種無機填料，其原料豐富，工藝成熟，成本較低，廣泛應用于五大塑料制品中。以改性重質碳酸鈣而言，在填充母料中占據絕對份數，有的高達85%。從應用效果來看，碳酸鈣在高分子聚合物中可以顯著提高材料的抗沖擊性能（韌性），對拉伸強度、斷裂伸長具有提升作用。

碳酸鈣填充母粒是將碳酸鈣與載體樹脂混合、混煉造粒制成的與塑料制品的基料樹脂體積相近的顆粒。母粒加工前要先對碳酸鈣粉體進行表面改性處理，增加其分散性，提高碳酸鈣粉與樹脂的交聯性。依據非彈性體增韌改性觀點，剛性超細粒子與聚烯烴樹脂結合牢固，在受到外力作用時，引起基體樹脂銀紋化吸收能量，發生脆-韌轉變，從而避免局部應力集中產生裂紋化，使復合材料達到增韌補強效果，具有較好的力學性能。

1、碳酸鈣對塑料母粒的影響

（1）鈣含量

鈣含量是碳酸鈣的重要質量技術指標。改性母料對碳酸鈣鈣含量要求一般在98%以上。鈣含量越高，碳酸鈣的加工性能越穩定;鈣含量較低，重金屬和其他非金屬雜質含量會增加，會波及產品質量或對加工設備造成危害等。

（2）白度

碳酸鈣的白度直接影響改性母料的白度及著色性，改性母料對碳酸鈣的白度要求非常嚴格，普遍在93%以上。

（3）水分

天然大理石、方解石等，一般不含結構水，但在加工、儲運過程中極易受潮吸收水分。碳酸鈣中有時會含有微量的易揮發物，這些物質如果含量過高后，會對改性母料和塑料制品造成影響。水分及易揮發物含量在碳酸鈣中一般應控制在0.3%左右。

（4）粒度分布

碳酸鈣的粒度分布是改性母料的重要質量控制指標。粒度分布范圍越窄，材料的性能越穩定，粒度分布范圍越寬，材料的性能越差。例如，1250目的碳酸鈣，粒徑應該10μm左右，如果粒徑分布在5-38μm，雖然理論計算平均粒徑可以接近10μm，但由于粒徑小，比表面積大，易凝聚成團;因而粒徑大會造成制品表面粗糙等現象，所以它的加工性能、力學性能等都會受到影響。

2、碳酸鈣表面改性技術

碳酸鈣的表面改性方法主要是化學包覆，輔之以機械化學;使用的表面改性劑包括硬脂酸（鹽）、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、磷鋁酸鹽偶聯劑以及無規聚丙烯、聚乙烯蠟等。

表面改性工藝有干法和濕法兩種。例如，重質碳酸鈣的一般改性工藝為：碳酸鈣經干燥后（水分含量較低的干粉也可不進行干燥）給入表面改性機，同時加入一定量的表面改性劑，作用一定時間后即得表面改性后的活性重質碳酸鈣。

（1）干法改性

硬脂酸干法處理碳酸鈣的工藝流程：先將碳酸鈣進行干燥，除去水分（如果碳酸鈣的水分含量小于1%可以不進行干燥），然后加入計量配置好的硬脂酸在表面改性機中完成碳酸鈣粉體的表面改性。

（2）濕法改性

濕法改性是在水溶液中對碳酸鈣進行表面改性處理。一般工藝過程是先將硬脂酸皂化，然后加入碳酸鈣漿料中，經過一定時間的反應后，進行過濾和干燥。

碳酸鈣在液相中的分散比在氣相中的分散較為容易。另外，通過加入分散劑，使其分散效果更好，因此，在液相中碳酸鈣顆粒與表面改性劑分子的作用更均勻。

當碳酸鈣顆粒吸附了硬脂酸鹽后，表面能降低，即使經壓濾、干燥后形成二次粒子，其團聚結合力減弱，不會形成硬團聚，用較小的剪切力即可將其重新分散。

3、如何提升碳酸鈣改性效果？

以解決碳酸鈣顆粒的團聚問題為例，要注意兩方面：首先是要在表面處理時防止過度摩擦，一旦因摩擦產生靜電就極易發生團聚。其次是表面處理劑的量要足夠，當顆粒表面被偶聯劑作用而改變為親油性時，其表面能大大下降，相互之間就不易凝聚了。

在碳酸鈣改性增強增韌塑料母粒過程中，有許多工藝環節需要控制，如何把改性知識活學活用？塑料制品種類多，改性設備選擇，改性劑選擇，改性劑用量把控以及改機理的研究都會影響產品質量，需要不斷學習和研究。

近期，第二屆全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會將在河南·南陽舉行，屆時南京金來旺塑膠技術有限公司總工程師汪忠清將在大會上做“碳酸鈣雙親功能改性增強增韌塑料母粒生產與應用研究”主題報告，為參會者講解碳酸鈣在母粒高值化應用與高質量生產技術。

專家介紹

汪忠清，男，教授，高級工程師，1988年畢業于武漢工程大學（化工學院）無機化工專業。 現于南京工業大學材料學院錢海燕教授團隊帶碩士研究生，主要從事新型功能改性粉體在生物降解材料、環保功能材料、新型無鹵阻燃材料等各種新材料的應用開發。

（中國粉體網編輯整理/昧光）

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