中國粉體網訊 碳酸鈣作為最常用的塑料填充材料，具有無毒、無刺激性、無氣味、白度高、硬度適中、價格低等優勢。此外，碳酸鈣折射率與許多增塑劑、樹脂的相近，對塑料的著色干擾極小，在塑料加工過程中被大量使用。

1、塑料填充改性技術發展趨勢

對塑料填充影響最大的技術有兩項，一是超細填料和納米填料的開發，二是填料表面改性處理。

超細填料和納米填料的開發方面。眾所周知，常規粒度填料的加入會導致復合材料沖擊強度的大幅度下降，而超細填料和納米填料的加入不但復合材料的沖擊強度和拉伸強度不會下降，反而會有不同程度的升高，這就是剛性增韌和增強技術。

相較于普通的碳酸鈣，超細重鈣和納米碳酸鈣在塑料中能發揮更多功能化改性作用。納米碳酸鈣粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生變化，產生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應。與其他填料相比，納米碳酸鈣在分散性、補強效果、功能性，使用成本等方面有較大的優勢。

納米碳酸鈣可以增加塑料制品體積，提升制品的硬度和強度，改善塑料加工性能，并增強塑料制品的耐熱性、彎曲強度、彈性模量等各項性能指標。另有研究指出，超細濕法研磨重質碳酸鈣可20％～30％替代有機顏料，起到提高性能和降低成本的作用。將超細重質碳酸鈣添加在PE和PP復合材料中其拉伸強度與添加輕質碳酸鈣相當，彎曲強度和沖擊強度比添加輕質碳酸鈣要好，加工流動性更好；應用于PVC壓延膜領域具有比干法碳酸鈣更高的光澤度，更低的比重。

填料表面改性處理方面。近些年填料表面的處理技術發展越來越快，填料與樹脂的結合力越來越大，對制品性能的提高幅度也越來越大。

未經表面處理的碳酸鈣與樹脂的相容性較差，容易造成在高聚物基料中分散不均從而造成復合材料的界面缺陷，降低材料的機械強度，且隨著用量的增加，這些缺點更加明顯。

而硬脂酸、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑包覆改性可增大碳酸鈣與有機體的界面相容性及親和性，從而提高其與橡膠或塑料等復合材料的物理性能。

2、塑料填充碳酸鈣應用研究

提高剛性:具體體現在彎曲強度、彎曲模量、硬度等性能指標上。填料中二氧化硅的含量越高，剛性改性效果就越明顯。其中重質碳酸鈣（提高30%）>輕質碳酸鈣（提高20%）。

提高尺寸穩定性:具體體現在降低收縮率、降低翹曲、降低線膨脹系數、降低蠕變、增加各向同性程度，尺寸穩定效果大小依次為球形填料>顆粒填料>片狀填料>纖維狀填料。

提高拉伸和沖擊性能:無機粉體并不能總是提高復合材料拉伸和沖擊性能，只有在達到特殊條件才可以提高，而且提高幅度也并不大。無機填料達到一定細度后，填料表面包覆處理得好、復合體系中添加相容劑后，可以改善復合材料拉伸強度和沖擊強度。不同碳酸鈣改善效果不同，對沖擊強輕質碳酸鈣>重質碳酸鈣，對拉伸強度重質碳酸鈣>輕質碳酸鈣。

改進光學性能:無機粉體可以提高復合材料的遮蓋性、消光性和散光性，如鈦白粉就是典型的遮蓋力最強的無機顏料，而碳酸鈣可以部分替代鈦白粉使用，甚至是研發出碳酸鈣和鈦白粉的符合產品。

2024年4月10日~11日，第三屆全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會將在江西·吉安舉行，屆時中國塑料加工工業協會改性塑料專委會秘書長楊松偉將在大會上作《碳酸鈣在塑料領域的應用技術》主題報告，重點介紹碳酸鈣在各類塑料包裝材料、改性塑料領域中的應用要求、發展趨勢以及配方示例。

專家介紹

楊松偉，男，福建師范大學福建省改性塑料技術開發基地副主任，中國塑料加工工業協會改性塑料專委會秘書長，福建塑料行業協會秘書長，中國再生塑料技術創新戰略聯盟副秘書長，福建省塑料及其制品標準化技術委員會（SAFJ/TC7）委員，賀州市石材碳酸鈣產業發展專家顧問團顧問。

主要從事“無機粉體功能化與改性塑料開發”、“環境友好材料及固體廢棄物綜合利用與治理”等研究和新產品開發工作。獲得福建省科技進步獎二等獎1項，福州市科技進步獎三等獎1項，近年來申請獲批了多項專利。

參考來源：

李建軍主編塑料配方設計（第三版）化學工業出版社

陳更新，等：粉體填料在塑料制品中的應用，上海塑料制品研究所

鈣幫、粉體網等

(中國粉體網編輯整理/昧光)

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