重質(zhì)碳酸鈣是由天然碳酸鹽礦藏粉磨而成，在破碎與粉磨進(jìn)程中暴露出不飽和質(zhì)點(diǎn)，使其顆粒外表親水疏油，很難在有機(jī)高分子基質(zhì)中均勻渙散，而外表改性是進(jìn)步重質(zhì)碳酸鈣運(yùn)用功用、進(jìn)步適用性、拓寬商場(chǎng)和用量所有必要的重要手法，其意圖是：

（1）下降重質(zhì)碳酸鈣的外表能，防止聚會(huì)；

（2）進(jìn)步重質(zhì)碳酸鈣在基體中的渙散性；

（3）增強(qiáng)重質(zhì)碳酸鈣外表與基體的界面親和性；

（4）進(jìn)步改性重質(zhì)碳酸鈣的專用性和功用性。

為了使改性重質(zhì)碳酸鈣的填充作用到達(dá)很好的效果，有必要要考慮其運(yùn)用范疇、加工辦法、共混目標(biāo)，對(duì)不同的基體和運(yùn)用范疇有針對(duì)性地挑選適宜的改性劑和改性辦法。

重質(zhì)碳酸鈣廠家依據(jù)重質(zhì)碳酸鈣外表改性工藝的不同，可將改性辦法分為「外表化學(xué)改性、機(jī)械力化學(xué)改性、外表堆積改性、物理涂覆改性、高能外表改性」5大類。

外表化學(xué)改性

外表化學(xué)改性是運(yùn)用改性劑分子中的官能團(tuán)和重質(zhì)碳酸鈣粉體外表的活性點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)反響或化學(xué)吸附，使改性劑包覆在重質(zhì)碳酸鈣顆粒的外表，增強(qiáng)重質(zhì)碳酸鈣與填充有機(jī)基體的相容性和渙散性，然后改進(jìn)復(fù)合材料的加工功用和物理力學(xué)功用，是重質(zhì)碳酸鈣工業(yè)出產(chǎn)中首要的改性辦法之一。

重質(zhì)碳酸鈣外表化學(xué)改性常用的外表改性劑包含「硬脂酸（鹽）、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、復(fù)合偶聯(lián)劑以聚合物」等。

（1）鋁酸酯偶聯(lián)劑

鋁酸酯偶聯(lián)劑曾經(jīng)是因易水解很少運(yùn)用。近年來重質(zhì)碳酸鈣廠家出產(chǎn)的鋁酸酯采取了部分滿意中心鋁原子配位數(shù)的特殊結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)品質(zhì)量得到很大的進(jìn)步。

鋁酸酯偶聯(lián)劑具有色淺、無毒、常溫是固體、熱安穩(wěn)性高、運(yùn)用方便等長(zhǎng)處，一起鋁酸酯偶聯(lián)劑自身有必定的光滑增塑成效，所以對(duì)重質(zhì)碳酸鈣外表改性，鋁酸酯偶聯(lián)劑改性作用優(yōu)于硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。

經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑改性的重質(zhì)碳酸鈣常用來填充聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氨酯彈性體等體系，在進(jìn)步填充量的一起，所得制品依然具有良好的物理和運(yùn)用功用，極大下降了本錢。

（2）鈦酸酯偶聯(lián)劑

鈦酸酯偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)劃分為6個(gè)功用區(qū)，每個(gè)功用區(qū)均有各自的特色。了解了其特色后，就能夠依據(jù)待處理粉體的特色及運(yùn)用范疇，來靈活性挑選能滿意各種要求的鈦酸酯偶聯(lián)劑。

鈦酸酯偶聯(lián)劑分為單烷氧型、螯合型、配位型：?jiǎn)瓮檠跣偷奶厣呛卸喙τ?，適應(yīng)范圍廣，首要適應(yīng)處理枯燥的碳酸鈣粉體。螯合型是含有乙二醇螯合基，適用于必定含水量的碳酸鈣粉體的外表改性。配位型是耐水性好，多數(shù)不溶解于水，不發(fā)生酯交換反響，適用多種粉體的外表改性。

用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理后的碳酸鈣，與聚合物分子有較好的相容性。一起，因?yàn)殁佀狨ヅ悸?lián)劑能在碳酸鈣分子和聚合物分子之間構(gòu)成分子架橋，增強(qiáng)了有機(jī)高聚物或樹脂與碳酸鈣之間的相互作用，可進(jìn)步熱塑料填充復(fù)合材料的力學(xué)功用，如沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、曲折強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率等。用鈦酸酯偶聯(lián)劑外表包覆改性的碳酸鈣和未處理的碳酸鈣填料或硬脂酸（鹽）處理的碳酸鈣比較，各項(xiàng)功用均有明顯進(jìn)步。

為了進(jìn)步鈦酸酯偶聯(lián)劑與碳酸鈣作用的均勻性，一般用慵懶溶劑，如液體白臘（白油）、石油醚、變壓器油、無水乙醇等進(jìn)行溶解和稀釋。如選用接連式的外表改性設(shè)備，如SLG接連式粉體外表改性機(jī)也能夠不要用溶劑預(yù)先對(duì)鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行稀釋。

（3）硬脂酸（鹽）

硬脂酸（鹽）是碳酸鈣常用的外表改性劑，干法工藝可直接參加硬脂酸，濕法工藝要先將硬脂酸皂化或許運(yùn)用硬脂酸鹽，如硬脂酸鈉。

為了使硬脂酸更好地渙散和均勻地與碳酸鈣粒子作用，也可預(yù)先將硬脂酸用溶劑（如無水乙醇）稀釋，改性時(shí)也可適量參加其他助劑。

用硬脂酸（鹽）改性處理后的活性碳酸鈣首要運(yùn)用于填充聚氯乙烯塑料、電纜材料、膠粘劑、油墨、涂料等。

（4）復(fù)合偶聯(lián)劑

復(fù)合偶聯(lián)改性劑改性是以偶聯(lián)劑為根底，與其他加工改性劑、外表處理劑、交聯(lián)劑相結(jié)

合，對(duì)重質(zhì)碳酸鈣的外表進(jìn)行復(fù)合改性處理。對(duì)重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行改性處理一起挑選兩種或多種改性劑，發(fā)揮每種改性劑自身的優(yōu)勢(shì)，使重質(zhì)碳酸鈣的改性作用更明顯，更能滿意各種功用化、專業(yè)化的需求。

（5）聚合物改性劑

聚合物包覆改性包含反響性纖維素外表處理和接枝聚合物外表處理兩類。

反響性纖維素外表處理是將反響性纖維結(jié)合在重質(zhì)碳酸鈣的外表，構(gòu)成外表改性層，到達(dá)外表改性的意圖。

接枝聚合包覆法是運(yùn)用重質(zhì)碳酸鈣外表的活性點(diǎn)進(jìn)行聚合包覆反響，聚合后的有機(jī)高分子基體包覆在重質(zhì)碳酸鈣粒子的外表上，阻撓重質(zhì)碳酸鈣的聚會(huì)，進(jìn)步渙散安穩(wěn)性。接枝聚合處理的重質(zhì)碳酸鈣外表與有機(jī)高分子材料外表的類似性進(jìn)步，下降了重質(zhì)碳酸鈣粒子外表的極性。

運(yùn)用重質(zhì)碳酸鈣外表羥基進(jìn)行接枝聚合改性制得改性重質(zhì)碳酸鈣，應(yīng)依據(jù)主體樹脂的性質(zhì)來挑選聚合的單體和預(yù)處理辦法，使主體樹脂與載體樹脂的結(jié)構(gòu)類似或相同，增加改性重質(zhì)碳酸鈣與主體樹脂間的相容性。

外表堆積改性

外表堆積改性是選用適宜的辦法將改性劑沉積在重質(zhì)碳酸鈣的外表，是無機(jī)礦藏顏料外表改性常用的辦法之一，適宜工業(yè)化出產(chǎn)，工藝流程簡(jiǎn)略，經(jīng)過操控反響條件，能夠獲得適宜的粒徑和純度。

物理涂覆改性

物理涂覆改性是將改性劑與重質(zhì)碳酸鈣以必定的份額混合，在渙散力的作用下，改性劑經(jīng)過范德華力或靜電引力等物理作用力吸附在重質(zhì)碳酸鈣外表，構(gòu)成單層、雙層或多層包覆層。

從物理涂覆改性定義可知，重質(zhì)碳酸鈣的外表與改性劑之間沒有發(fā)生化學(xué)反響，僅僅樸實(shí)的一種物理包覆，所用藥劑首要為外表活性劑、渙散劑以及后來的超渙散劑。

重質(zhì)碳酸鈣廠家依照溶劑化鏈的單元結(jié)構(gòu)，超渙散劑能夠大致分為以下4種類型：聚酯型超渙散劑、聚醚型超渙散劑、聚丙烯酸酯型超渙散劑、聚烯烴類超渙散劑。

超渙散劑的分子結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)外表活性劑有類似的兩親性結(jié)構(gòu)，一部分為錨固基團(tuán)，常見的有—OH、—NH2、—NR3+、—COOH、—SO3H等官能團(tuán)，它們可經(jīng)過離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵及范德華力等相互作用緊緊地吸附在固體顆粒外表，防止超渙散劑與重質(zhì)碳酸鈣外表脫附;另一部分為溶劑化鏈，如聚烯烴、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚等，適宜渙散在不同極性基體中。

與傳統(tǒng)外表活性劑比較，超渙散劑有如下長(zhǎng)處：

①與重質(zhì)碳酸鈣顆粒外表結(jié)合力更強(qiáng)，幾乎不會(huì)發(fā)生解吸；

②聚合物的長(zhǎng)分子鏈能夠更有效地防止重質(zhì)碳酸鈣粒子的再次聚會(huì)。

這些長(zhǎng)處為超渙散劑改性重質(zhì)碳酸鈣在填充塑料、顏料、油墨、涂料等職業(yè)中的廣泛運(yùn)用帶來了遠(yuǎn)景。

高能外表改性

高能外表改性是指選用強(qiáng)度較高、能量較集中的輻照、等離子體、超聲波等辦法，對(duì)重質(zhì)碳酸鈣外表進(jìn)行改性處理的一種辦法。作用時(shí)發(fā)生的強(qiáng)沖擊波和渙散力能夠很大地削弱顆粒間的相互作用，能夠有效地防止顆粒間的聚會(huì)，有利于重質(zhì)碳酸鈣的渙散。

選用感應(yīng)耦合輝光放電等離子體系，并用氬（Ar）和高純丙烯（C3H6）混合氣體作為等離子體處理氣體對(duì)重質(zhì)碳酸鈣（1250目）粉末進(jìn)行低溫等離子體改性結(jié)果表明，經(jīng)Ar-C3H6混合氣體處理的碳酸鈣填料與聚丙烯（PP）有較好的界面黏合性。這是因?yàn)榻?jīng)改性后的碳酸鈣顆粒外表存在一非極性有機(jī)層，因此下降了碳酸鈣顆粒外表的極性，進(jìn)步了與聚丙烯（PP）的相容性和親和性。

機(jī)械力化學(xué)改性

機(jī)械力化學(xué)改性是運(yùn)用破壞、沖突等機(jī)械手法，使重質(zhì)碳酸鈣粉體的晶格發(fā)生位移、晶型發(fā)生變化，與此一起體系溫度升高，內(nèi)能增大，大顆粒的碳酸鈣粒子不斷分解成較小乃至微米級(jí)、納米級(jí)的重質(zhì)碳酸鈣顆粒，增強(qiáng)重質(zhì)碳酸鈣顆粒外表的化學(xué)活性，易與改性劑發(fā)生化學(xué)結(jié)合或附著，使重質(zhì)碳酸鈣顆粒的內(nèi)能下降，處于較安穩(wěn)的狀況，到達(dá)外表改性的意圖。

在重質(zhì)碳酸鈣的工業(yè)出產(chǎn)中，研磨破壞和外表改性一般是分開進(jìn)行，若在重質(zhì)碳酸鈣破壞的進(jìn)程中一起參加改性劑對(duì)其外表進(jìn)行改性，不僅能運(yùn)用破壞的物理機(jī)械力來增強(qiáng)外表改性作用，還可防止重質(zhì)碳酸鈣顆粒過細(xì)而導(dǎo)致的聚會(huì)現(xiàn)象發(fā)生。

此外，改性劑自身是一種非常好的光滑劑和渙散劑，參加后會(huì)使顆粒間的沖突減小，有助磨的成效，對(duì)設(shè)備也起到了必定的保護(hù)作用，使運(yùn)用機(jī)械力化學(xué)改性重質(zhì)碳酸鈣的工藝流程簡(jiǎn)略化，改性作用和功率比較好。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）丁浩教授團(tuán)隊(duì)選用機(jī)械力化學(xué)包覆辦法成功制備了碳酸鈣/鈦白粉、高嶺土/鈦白粉、水鎂石/鈦白粉、硅灰石/鈦白粉、電氣石/鈦白粉等復(fù)合顆粒材料，可代替或部分代替鈦白粉，用于化妝品、涂料、造紙、塑料等職業(yè)。