碳酸鈣作為塑料常用的粉體材料具有許多其他粉體材料所不具備的優(yōu)點，如白度高、易表面有機化處理、對加工設(shè)備及模具的磨損輕、成型加工流動性好等，加之資源豐富、價格低廉，成為塑料加工行業(yè)首選的無機礦物粉體材料。
未經(jīng)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(fù)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。因此，必須要進行ａ表面改性，通過表面改性，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(fù)合材料的物理性能。
1、表面改性劑
表面處理劑種類繁多，但真正使用量大的商品化的表面處理劑主要有硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑三大類，此外還有硅烷偶聯(lián)劑和磷酸酯偶聯(lián)劑等。
?。?）碳酸鈣表面處理劑的選擇
硬脂酸最便宜，而且對聚氯乙烯塑料來說比較適合，因為硬脂酸除了可使碳酸鈣的表面有機化外，還可以作為聚氯乙烯的外潤滑劑使用。對聚烯烴塑料來說，硬脂酸也可以用來處理碳酸鈣，但用量較大，且因無化學(xué)反應(yīng)僅起包覆作用，故整體效果不如偶聯(lián)劑。
幾種偶聯(lián)劑都可用于碳酸鈣表面處理，但各具特點。鈦酸酯偶聯(lián)劑多為液態(tài)，易分布開來，但通常顏色較深，在要求白度高的產(chǎn)品中不適合；鋁酸酯價格比鈦酸酯便宜一些，顏色呈白或淡黃色，利于做白色制品，但通常為固態(tài)臘狀，熔融和分布開來需要足夠的時間；硅烷偶聯(lián)劑十分昂貴，而且由于分子結(jié)構(gòu)上柔性碳鏈少且短，對填充塑料的加工流動性有影響。
在選擇表面處理劑時要同時考慮價格、效果兩個方面，特別要從處理好的碳酸鈣將用于哪一種塑料和制品方面考慮并決定。
（2）偶聯(lián)劑的使用
使用偶聯(lián)劑最關(guān)鍵的問題是要讓它以最快的速度到達碳酸鈣的每一個顆粒并與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵合。這就要求一是要在高速運動狀態(tài)下分布開來，二是要有適當(dāng)?shù)臏囟壤诨瘜W(xué)反應(yīng)的進行。此外還有一個氫質(zhì)子（H+）的來源問題，如果碳酸鈣中水分含量高，偶聯(lián)劑有可能與水先進行反應(yīng)（H+由H2O來提供），而不是與碳酸鈣表面上的羥基反應(yīng)，那么表面處理的目的就不能達到了。
因此，必須要保證快速分布、溫度適宜和不含水分三個條件，才能發(fā)揮出偶聯(lián)劑應(yīng)有的作用。至于是否應(yīng)先溶于溶劑，是否一定要以噴霧形式加入到處理設(shè)備中，一定要分批分次投入，經(jīng)實踐表明這些并不重要。
2、表面處理設(shè)備
現(xiàn)在使用的高速混合機本來不是為粉體材料表面處理而設(shè)計制造的，而是為聚氯乙烯樹脂預(yù)塑化而設(shè)計制造的，因此它并不是天然地適用于粉體表面處理的設(shè)備，這對于包括碳酸鈣在內(nèi)的粒度較小的粉體材料就更不適應(yīng)。
近幾年來塑料加工設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)根據(jù)我們的要求做了重大改造，因此在購買高速混合機時一定要聲明是用于粉體表面處理的。
對于改性塑料加工企業(yè)，往往自行進行碳酸鈣的表面處理，一是配方可靈活掌握，二是可將碳酸鈣表面處理和下游工序串聯(lián)在一起，因此他們的重點在于改造現(xiàn)有的高速混合機，使之更適合于自己的工藝要求。
而對于生產(chǎn)大批量活性碳酸鈣的生產(chǎn)企業(yè)，有必要考慮使用處理量大且連續(xù)生產(chǎn)的，對環(huán)境和工人操作條件都比較好的表面處理設(shè)備。如SLG型粉體表面改性機是由原武漢工業(yè)大學(xué)北京研究生部與江陰市啟泰非金屬工程有限公司合作研制開發(fā)的，專門針對超細(xì)粉體表面改性或表面處理的一種連續(xù)干式粉體表面改性機。
3、表面改性效果評價
由于對粉體顆粒表面處理的機理和實際情況還不是十分清楚，還由于有些情況下表面處理是在塑料加工過程中原位進行的，因此對于粉體表面狀態(tài)是否已經(jīng)達到預(yù)期的要求，很難判斷。
最簡單的辦法是看已表面處理的粉體材料能否漂浮在水面上，杯中的水是否混濁。再進一步可通過測定沉淀的粉體數(shù)量計算活化率。這種判斷僅能算是粗淺的一種定性的判斷。因為我們不知道粉體顆粒是否團聚了，團聚體內(nèi)層的顆粒是否也已得到有機化了，以及不親水是否就一定能和塑料基體大分子能形成良好的相界面了，最直接的方法就是檢測制品性能。
參考資料：碳酸鈣在塑料中應(yīng)用的若干問題，作者：劉英俊
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