碳酸鈣晶須是復(fù)合材料的高性能增強(qiáng)增韌劑，當(dāng)其添加到高分子材料中時(shí)，常因分散不均而造成與基體的結(jié)合力差，尤其是使用高填充量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料的性能急劇下降，以至于制品難以加工和使用。
硫酸鈣晶須分散性差的主要原因是由于碳酸鈣晶須表面碳酸根離子，有相當(dāng)大的比例可被水解，導(dǎo)致粒子表面因存在大量的羥基而變?yōu)橛H水疏油，在有機(jī)介質(zhì)中難于均勻分散，與基料之間沒有結(jié)合力，造成界面缺陷。根據(jù)氫鍵作用理論，碳酸鈣粒子干燥時(shí)，表面羥基相互作用形成氫鍵，粒子間依靠氫鍵作用而相互聚集，從而形成硬團(tuán)聚。
1、碳酸鈣晶須表面改性
（1）為什么要表面改性？
對碳酸鈣晶須進(jìn)行表面改性，可以降低表面能，減小碳酸鈣顆粒間的附聚力，改善在基體中的分散性和分散穩(wěn)定性，降低兩相界面張力，調(diào)節(jié)疏水性，提高與高分子材料之間的潤濕性和結(jié)合力，從而改善復(fù)合材料的性能。
（2）如何進(jìn)行表面改性？
碳酸鈣晶須表面改性可借助輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣表面改性的研究成果，可選用的改性劑種類較多，如偶聯(lián)劑（鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑）、硬脂酸及其鹽類、十八酸鋅等。具體選用時(shí)，需要綜合考慮基體材料的表面性質(zhì)、改性產(chǎn)品的用途、質(zhì)量要求、處理工藝以及表面改性劑的成本等因素。
表面改性的核心是，減少碳酸鈣晶須使用過程中的自身團(tuán)聚，盡量提高碳酸鈣晶須與基體樹脂的相容性。研究表明：硬脂酸鈉對碳酸鈣晶須的改性效果最好，改性后的碳酸鈣晶須填充到PP中，起到了較好的增強(qiáng)增韌作用。
碳酸鈣晶須表面改性處理方法同普通碳酸鈣產(chǎn)品一樣，主要有兩種：一種是直接混合法，把表面處理劑與晶須、基體樹脂一起直接混合；另一種方法是先預(yù)處理晶須，使表面處理劑先包覆在晶須表面，然后再與基體樹脂混合。兩者相比，后一種處理方法效果更好一些。
2、碳酸鈣晶須的應(yīng)用領(lǐng)域
碳酸鈣晶須與傳統(tǒng)的粒狀碳酸鈣具有相同的組分，可應(yīng)用于一般碳酸鈣的所有使用領(lǐng)域。除此之外，碳酸鈣晶須還具有無機(jī)晶須高強(qiáng)度、高彈性模量等優(yōu)點(diǎn)，相比納米碳酸鈣，其產(chǎn)能團(tuán)聚可能性少，可以更有效的發(fā)揮增韌、增強(qiáng)作用。
目前，碳酸鈣晶須主要應(yīng)用于增強(qiáng)塑料、摩擦材料、造紙、涂料和醫(yī)藥等領(lǐng)域。
（1）塑料領(lǐng)域
碳酸鈣晶須填充到塑料中，能起到提高塑料拉伸彈性模量、彎曲彈性模量及抗沖擊強(qiáng)度和改善塑料制品熱穩(wěn)定性及表面光滑性的作用。從國內(nèi)外文獻(xiàn)資料看，對碳酸鈣晶須作為增強(qiáng)劑研究較多的材料有PP，其次是尼龍、PBT、PVC等。
碳酸鈣晶須增強(qiáng)塑料的特點(diǎn)：有纖維增強(qiáng)和填充能力；優(yōu)良的表面光滑性；能及很高的尺寸穩(wěn)定性；加工性好；使用性能好；造價(jià)低廉。故其在工程塑料方面具有廣闊的市場前景。
（2）摩擦材料領(lǐng)域
碳酸鈣晶須耐溫性好，用于摩擦材料可顯著提高耐磨性，而且碳酸鈣晶須成本低廉，是替代石棉摩擦材料的理想產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代，碳酸鈣晶須就已被應(yīng)用到作為摩擦材料的汽車剎車片和離合器中，用以防止高溫下摩擦材料耐磨性能和摩擦系數(shù)的下降。
研究表明：碳酸鈣晶須可以有效改善聚醚醚酮（PEEK）材料的摩擦磨損性能，晶須填充量在25%-30%時(shí)，材料具有最佳的摩擦磨損性價(jià)比。
（3）造紙領(lǐng)域
由于碳酸鈣晶須具有特殊的柱狀方向性，作造紙?zhí)盍蠒r(shí)能夠與原紙表面平行而緊密地排列，而且其白度和填充性都很高，與用粒狀碳酸鈣填充的紙張相比，顯示出優(yōu)越的印刷適應(yīng)性。尤其是在一些特殊要求的紙張中，更具有良好的應(yīng)用前景。
研究表明：碳酸鈣晶須添加到紙張中，比傳統(tǒng)的方解石型碳酸鈣填料有更高的留著性，更小的紙張強(qiáng)度降低率。
（4）涂料領(lǐng)域
碳酸鈣晶須可作為涂料的增粘劑，能很好的改善涂料的粘度，增加觸變性，提高涂料的抗開裂、附著力、粘結(jié)強(qiáng)度等性能。另外，碳酸鈣晶須還可作為硅溶液和苯丙乳膠的增強(qiáng)劑。
（5）醫(yī)藥領(lǐng)域
碳酸鈣晶須可作為生物活性材料應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。例如，日本Takashi Sasaki公司采用碳酸鈣晶須為核、交聯(lián)聚苯乙烯為殼的核/殼結(jié)構(gòu)醫(yī)用膠。Hiroshi Urayama研究的將碳酸鈣晶須作為左旋聚丙交酯降解塑料膠囊的填充劑。
3、我國碳酸鈣晶須產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
（1）生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前，我國碳酸鈣晶須的工業(yè)化生產(chǎn)尚處于起步階段，由于碳酸鈣晶須生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝相似，加上我國有大量碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)，如果我們利用現(xiàn)有設(shè)備加以改造，必定會(huì)大大提高我國碳酸鈣晶須的生產(chǎn)能力。
（2）應(yīng)用現(xiàn)狀
文石型碳酸鈣晶須現(xiàn)有的表面改性主要是采用硬脂酸與輕鈣高速機(jī)械攪拌實(shí)現(xiàn)，但這會(huì)導(dǎo)致晶須的斷裂。
像其他纖維狀填充劑一樣，碳酸鈣晶須在使用中需要保持好晶須形態(tài)和外形尺寸（長徑比），才能更好地發(fā)揮其功效和作用。但應(yīng)用于復(fù)合材料時(shí)，在共混過程中，晶須往往會(huì)受到樹脂顆粒的碰撞和沖擊，以及機(jī)械設(shè)備攪拌部位的轉(zhuǎn)動(dòng)剪切而折斷甚至破壞，而且熔融共混法制備材料時(shí)，樹脂基體處于粘流態(tài)，晶須在基體中的分散性較差，這些因素都會(huì)使晶須對聚合物基的增強(qiáng)作用下降。這是碳酸鈣晶須使用中需要格外注意的，也是今后研究的重點(diǎn)。
（3）未來發(fā)展前景
低端碳酸鈣產(chǎn)品市場競爭十分激烈，利潤空間有限。隨著碳酸鈣加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，碳酸鈣已由原來的單純填充劑向新型功能材料方面轉(zhuǎn)變，應(yīng)用領(lǐng)域亦越來越廣泛。碳酸鈣晶須、納米碳酸鈣等高端產(chǎn)品將是未來市場的新趨勢。
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