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碳酸鈣是一種重要的、用途廣泛的化工原料，作為補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑被廣泛應(yīng)用于橡膠、造紙、油墨、涂料、塑料、食品、化妝品等行業(yè)中，不僅能增加產(chǎn)品體積，節(jié)約母料，降低成本，而且能提高制品的物理性能、印刷性能和尺寸穩(wěn)定性等。

根據(jù)碳酸鈣生產(chǎn)方法的不同，可以將其分為輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣。

輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣，是用化學(xué)加工方法制得；重質(zhì)碳酸鈣又稱研磨碳酸鈣，是用機(jī)械方法直接粉碎天然的石灰石、方解石、白堊等制備。

重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣的粒度和表面特征存在一定的差異，因而在使用效果上也會存在差別。

相比輕質(zhì)碳酸鈣，重質(zhì)碳酸鈣具有能耗低、加工簡單、價格低廉的特點，在造紙、塑料、建筑、涂料等行業(yè)中的填充效果明顯優(yōu)于輕質(zhì)碳酸鈣。

但重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)和應(yīng)用仍然存在一些有待于改進(jìn)的問題：

而解決這些問題的一個有效手段是對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行改性研究，從而滿足各種產(chǎn)品的要求。

對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性的主要目的是：

為了使改性重質(zhì)碳酸鈣的填充效果達(dá)到更佳，必須要考慮其應(yīng)用領(lǐng)域、加工方式、共混對象，對不同的基體和應(yīng)用領(lǐng)域有針對性地選擇合適的改性劑和改性方法。接下來將根據(jù)重質(zhì)碳酸鈣表面處理工藝的不同，介紹國內(nèi)外現(xiàn)有的幾類表面改性方法和所選擇的改性劑。

物理涂覆改性是將改性劑與重質(zhì)碳酸鈣以一定的比例混合，在分散力的作用下，改性劑通過范德華力或靜電引力等物理作用力吸附在重質(zhì)碳酸鈣表面，形成單層、雙層或多層包覆層。

為了克服傳統(tǒng)分散劑的不足，增大物理結(jié)合力，國外從20世紀(jì)70年代開始開發(fā)了一類新型的超分散劑。

與傳統(tǒng)表面活性劑相比，超分散劑有如下優(yōu)點：

這些優(yōu)點為超分散劑改性重質(zhì)碳酸鈣在填充塑料、顏料、油墨、涂料等行業(yè)中的廣泛應(yīng)用帶來了前景。

表面化學(xué)改性是指通過一定的方法，利用改性劑分子中的官能團(tuán)和重質(zhì)碳酸鈣粉體表面的活性點進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附，使改性劑包覆在重質(zhì)碳酸鈣顆粒的表面，增強(qiáng)重質(zhì)碳酸鈣與填充有機(jī)基體的相容性和分散性，從而改善復(fù)合材料的加工性能和物理力學(xué)性能。

表面化學(xué)改性主要包括：

機(jī)械力化學(xué)改性是利用粉碎、摩擦等機(jī)械手段，使重質(zhì)碳酸鈣粉體的晶格發(fā)生位移、晶型發(fā)生變化，與此同時體系溫度升高，內(nèi)能增大。

大顆粒的碳酸鈣粒子不斷分解成較小甚至微米級、納米級的重質(zhì)碳酸鈣顆粒，增強(qiáng)重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面的化學(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)能降低，處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，達(dá)到表面改性的目的。

在重質(zhì)碳酸鈣的工業(yè)生產(chǎn)中，研磨粉碎和表面改性一般是分開進(jìn)行，若在重質(zhì)碳酸鈣粉碎的過程中同時加入改性劑對其表面進(jìn)行改性，不僅能利用粉碎的物理機(jī)械力來增強(qiáng)表面改性效果，還可防止重質(zhì)碳酸鈣顆粒過細(xì)而導(dǎo)致的團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生。

此外，改性劑本身是一種優(yōu)良的潤滑劑和分散劑，加入后會使顆粒間的摩擦減小，有助磨的功效，對設(shè)備也起到了一定的保護(hù)作用，使利用機(jī)械力化學(xué)改性重質(zhì)碳酸鈣的工藝流程簡單化，改性效果和效率優(yōu)良化。

表面沉積改性是采用合適的方法將改性劑沉淀在重質(zhì)碳酸鈣的表面，是無機(jī)礦物顏料表面改性最常用的方法之一。

適合工業(yè)化生產(chǎn)，工藝流程簡單，通過控制反應(yīng)條件，可以獲得合適的粒徑和

純度。

例如，廣東拉芳個人護(hù)理用品有限公司利用SLG型（渦流式）或PSC型（連續(xù)式）粉體表面改性機(jī)，對牙膏用磨擦劑碳酸鈣進(jìn)行表面改性，制得二氧化硅包覆微米級球形碳酸鈣顆粒，在磨損值相同的情況下，將改性碳酸鈣添加于牙膏中，與氟化物的相容性得到了顯著的提高。

高能表面改性是指采用強(qiáng)度較高、能量較集中的輻照、等離子體、超聲波等方式，對重質(zhì)碳酸鈣表面進(jìn)行改性處理的一種方法。

作用時產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊波和分散力能夠極大地削弱顆粒間的相互作用，可以有效地防止顆粒間的團(tuán)聚，有利于重質(zhì)碳酸鈣的分散，但是此技術(shù)的改性效果不太穩(wěn)定，成本較高，操作較復(fù)雜，因而在實際生產(chǎn)中還很難得到廣泛的應(yīng)用。