中国粉体网讯 碳酸钙是塑料行业中应用较多，较为常见的一种无机填料，其原料丰富，工艺成熟，成本较低，广泛应用于五大塑料制品中。以改性重质碳酸钙而言，在填充母料中占据绝对份数，有的高达85%。从应用效果来看，碳酸钙在高分子聚合物中可以显著提高材料的抗冲击性能（韧性），对拉伸强度、断裂伸长具有提升作用。
碳酸钙填充母粒是将碳酸钙与载体树脂混合、混炼造粒制成的与塑料制品的基料树脂体积相近的颗粒。母粒加工前要先对碳酸钙粉体进行表面改性处理，增加其分散性，提高碳酸钙粉与树脂的交联性。依据非弹性体增韧改性观点，刚性超细粒子与聚烯烃树脂结合牢固，在受到外力作用时，引起基体树脂银纹化吸收能量，发生脆-韧转变，从而避免局部应力集中产生裂纹化，使复合材料达到增韧补强效果，具有较好的力学性能。
1、碳酸钙对塑料母粒的影响
（1）钙含量
钙含量是碳酸钙的重要质量技术指标。改性母料对碳酸钙钙含量要求一般在98%以上。钙含量越高，碳酸钙的加工性能越稳定;钙含量较低，重金属和其他非金属杂质含量会增加，会波及产品质量或对加工设备造成危害等。
（2）白度
碳酸钙的白度直接影响改性母料的白度及着色性，改性母料对碳酸钙的白度要求非常严格，普遍在93%以上。
（3）水分
天然大理石、方解石等，一般不含结构水，但在加工、储运过程中极易受潮吸收水分。碳酸钙中有时会含有微量的易挥发物，这些物质如果含量过高后，会对改性母料和塑料制品造成影响。水分及易挥发物含量在碳酸钙中一般应控制在0.3%左右。
（4）粒度分布
碳酸钙的粒度分布是改性母料的重要质量控制指标。粒度分布范围越窄，材料的性能越稳定，粒度分布范围越宽，材料的性能越差。例如，1250目的碳酸钙，粒径应该10μm左右，如果粒径分布在5-38μm，虽然理论计算平均粒径可以接近10μm，但由于粒径小，比表面积大，易凝聚成团;因而粒径大会造成制品表面粗糙等现象，所以它的加工性能、力学性能等都会受到影响。
2、碳酸钙表面改性技术
碳酸钙的表面改性方法主要是化学包覆，辅之以机械化学;使用的表面改性剂包括硬脂酸（盐）、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯、聚乙烯蜡等。
表面改性工艺有干法和湿法两种。例如，重质碳酸钙的一般改性工艺为：碳酸钙经干燥后（水分含量较低的干粉也可不进行干燥）给入表面改性机，同时加入一定量的表面改性剂，作用一定时间后即得表面改性后的活性重质碳酸钙。
（1）干法改性
硬脂酸干法处理碳酸钙的工艺流程：先将碳酸钙进行干燥，除去水分（如果碳酸钙的水分含量小于1%可以不进行干燥），然后加入计量配置好的硬脂酸在表面改性机中完成碳酸钙粉体的表面改性。
（2）湿法改性
湿法改性是在水溶液中对碳酸钙进行表面改性处理。一般工艺过程是先将硬脂酸皂化，然后加入碳酸钙浆料中，经过一定时间的反应后，进行过滤和干燥。
碳酸钙在液相中的分散比在气相中的分散较为容易。另外，通过加入分散剂，使其分散效果更好，因此，在液相中碳酸钙颗粒与表面改性剂分子的作用更均匀。
当碳酸钙颗粒吸附了硬脂酸盐后，表面能降低，即使经压滤、干燥后形成二次粒子，其团聚结合力减弱，不会形成硬团聚，用较小的剪切力即可将其重新分散。
3、如何提升碳酸钙改性效果？
以解决碳酸钙颗粒的团聚问题为例，要注意两方面：首先是要在表面处理时防止过度摩擦，一旦因摩擦产生静电就极易发生团聚。其次是表面处理剂的量要足够，当颗粒表面被偶联剂作用而改变为亲油性时，其表面能大大下降，相互之间就不易凝聚了。
在碳酸钙改性增强增韧塑料母粒过程中，有许多工艺环节需要控制，如何把改性知识活学活用？塑料制品种类多，改性设备选择，改性剂选择，改性剂用量把控以及改机理的研究都会影响产品质量，需要不断学习和研究。
近期，第二届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在河南·南阳举行，届时南京金来旺塑胶技术有限公司总工程师汪忠清将在大会上做“碳酸钙双亲功能改性增强增韧塑料母粒生产与应用研究”主题报告，为参会者讲解碳酸钙在母粒高值化应用与高质量生产技术。
专家介绍
汪忠清，男，教授，高级工程师，1988年毕业于武汉工程大学（化工学院）无机化工专业。 现于南京工业大学材料学院钱海燕教授团队带硕士研究生，主要从事新型功能改性粉体在生物降解材料、环保功能材料、新型无卤阻燃材料等各种新材料的应用开发。
（中国粉体网编辑整理/昧光）
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