重質碳酸鈣是由天然碳酸鹽(yan)礦藏粉磨而成(cheng)，在破碎與粉磨進程中暴露出不飽和質(zhi)點，使其顆粒(li)外(wai)表(biao)親水(shui)疏(shu)油，很難在有(you)機高分子(zi)基質(zhi)中均勻(yun)渙(huan)散，而外(wai)表(biao)改性(xing)是進步重質(zhi)碳酸鈣運用(yong)功(gong)用(yong)、進步適(shi)用(yong)性(xing)、拓寬商場和用(yong)量所(suo)有(you)必要的重要手法，其意(yi)圖(tu)是：

（1）下降重質碳酸鈣的外(wai)表能，防(fang)止聚會；

（2）進步重質(zhi)碳酸鈣在基體中(zhong)的渙(huan)散性；

（3）增強重(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣外(wai)表與基(ji)體的界面親和性(xing)；

（4）進步改(gai)性重質碳酸鈣的專(zhuan)用(yong)(yong)性和功用(yong)(yong)性。

為(wei)了(le)使改(gai)性(xing)(xing)(xing)重質碳酸鈣的(de)填充作用(yong)到達很好的(de)效(xiao)果，有必(bi)要(yao)要(yao)考慮其運(yun)用(yong)范疇、加工辦法、共混目標，對不同的(de)基體和運(yun)用(yong)范疇有針對性(xing)(xing)(xing)地挑選適宜的(de)改(gai)性(xing)(xing)(xing)劑和改(gai)性(xing)(xing)(xing)辦法。

重質碳酸鈣廠家依據重質碳(tan)酸(suan)鈣外(wai)(wai)表(biao)改(gai)性(xing)工藝的不同，可將改(gai)性(xing)辦法分為「外(wai)(wai)表(biao)化(hua)學(xue)改(gai)性(xing)、機(ji)械力(li)化(hua)學(xue)改(gai)性(xing)、外(wai)(wai)表(biao)堆積改(gai)性(xing)、物理(li)涂覆改(gai)性(xing)、高(gao)能外(wai)(wai)表(biao)改(gai)性(xing)」5大類。

外表化學改性

外表化(hua)(hua)學改(gai)性(xing)是(shi)運用(yong)(yong)改(gai)性(xing)劑(ji)分子中(zhong)的官能團和重(zhong)質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣粉體外表的活性(xing)點進行化(hua)(hua)學反響或化(hua)(hua)學吸附，使(shi)改(gai)性(xing)劑(ji)包覆在(zai)重(zhong)質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣顆(ke)粒(li)的外表，增強重(zhong)質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣與填充(chong)有機基體的相容(rong)性(xing)和渙散性(xing)，然后(hou)改(gai)進復合材料(liao)的加工(gong)功用(yong)(yong)和物理力(li)學功用(yong)(yong)，是(shi)重(zhong)質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣工(gong)業出產中(zhong)首要的改(gai)性(xing)辦法之一(yi)。

重質碳(tan)酸鈣外表(biao)化(hua)學改(gai)性常用的外表(biao)改(gai)性劑包(bao)含「硬脂酸（鹽）、鈦酸酯偶聯劑、鋁(lv)酸酯偶聯劑、復合偶聯劑以聚合物(wu)」等。

（1）鋁酸(suan)酯偶聯劑

鋁酸酯偶聯劑曾經是因易水解很少運用。近年來重質碳酸鈣廠(chang)家出產的鋁酸酯采取了部分滿意中心鋁原(yuan)子配位數(shu)的特殊(shu)結構(gou)，使(shi)其(qi)產品(pin)質量得到很大(da)的進步。

鋁(lv)酸(suan)酯(zhi)偶(ou)(ou)聯(lian)劑具(ju)有色淺、無毒、常溫是(shi)固體、熱安穩性(xing)高、運用方便(bian)等長處(chu)，一起鋁(lv)酸(suan)酯(zhi)偶(ou)(ou)聯(lian)劑自(zi)身有必定的(de)光滑增塑成效，所以對重(zhong)質碳酸(suan)鈣(gai)外表(biao)改性(xing)，鋁(lv)酸(suan)酯(zhi)偶(ou)(ou)聯(lian)劑改性(xing)作用優(you)于硅烷偶(ou)(ou)聯(lian)劑和(he)鈦酸(suan)酯(zhi)偶(ou)(ou)聯(lian)劑。

經鋁(lv)酸(suan)酯偶聯劑改性的(de)重質碳酸(suan)鈣常(chang)用來填充聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氨酯彈性體等體系，在進(jin)步填充量的(de)一起，所得制(zhi)品依(yi)然(ran)具有(you)良好的(de)物(wu)理和運用功用，極大下降了本錢。

（2）鈦酸酯偶聯劑

鈦酸(suan)酯偶聯劑的分子結(jie)構劃分為(wei)6個功(gong)用區，每個功(gong)用區均有各自(zi)的特(te)(te)色。了(le)解了(le)其特(te)(te)色后，就(jiu)能(neng)夠(gou)依據待處理(li)粉體的特(te)(te)色及(ji)運用范疇，來靈活性(xing)挑選(xuan)能(neng)滿意各種要求的鈦酸(suan)酯偶聯劑。

鈦酸酯(zhi)偶聯(lian)劑分為單烷氧型(xing)、螯合(he)型(xing)、配位(wei)型(xing)：單烷氧型(xing)的(de)特色是(shi)(shi)含有(you)多(duo)功用，適(shi)(shi)應范圍廣，首要適(shi)(shi)應處理枯(ku)燥(zao)的(de)碳酸鈣粉體。螯合(he)型(xing)是(shi)(shi)含有(you)乙二醇(chun)螯合(he)基，適(shi)(shi)用于(yu)必定含水(shui)(shui)量(liang)的(de)碳酸鈣粉體的(de)外表改(gai)性。配位(wei)型(xing)是(shi)(shi)耐水(shui)(shui)性好，多(duo)數(shu)不(bu)溶解(jie)于(yu)水(shui)(shui)，不(bu)發生酯(zhi)交(jiao)換反響(xiang)，適(shi)(shi)用多(duo)種粉體的(de)外表改(gai)性。

用(yong)鈦酸(suan)(suan)(suan)酯偶聯(lian)劑處理(li)后的(de)(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，與聚合(he)物分(fen)(fen)(fen)子(zi)有(you)較好的(de)(de)相容性。一起，因為鈦酸(suan)(suan)(suan)酯偶聯(lian)劑能在(zai)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)分(fen)(fen)(fen)子(zi)和聚合(he)物分(fen)(fen)(fen)子(zi)之間(jian)構(gou)成分(fen)(fen)(fen)子(zi)架(jia)橋，增強了有(you)機(ji)高聚物或樹脂與碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)之間(jian)的(de)(de)相互(hu)作用(yong)，可進(jin)步熱塑料(liao)填充(chong)復合(he)材料(liao)的(de)(de)力學(xue)功用(yong)，如沖(chong)擊強度(du)、拉伸(shen)強度(du)、曲折強度(du)以及(ji)伸(shen)長率(lv)等。用(yong)鈦酸(suan)(suan)(suan)酯偶聯(lian)劑外表包(bao)覆(fu)改性的(de)(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和未處理(li)的(de)(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)填料(liao)或硬脂酸(suan)(suan)(suan)（鹽）處理(li)的(de)(de)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)比較，各(ge)項功用(yong)均有(you)明(ming)顯(xian)進(jin)步。

為了進(jin)步鈦(tai)酸(suan)酯(zhi)偶聯劑(ji)(ji)(ji)與碳酸(suan)鈣作(zuo)用的均(jun)勻(yun)性(xing)，一(yi)般(ban)用慵(yong)懶(lan)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)，如(ru)液體白臘（白油(you)）、石油(you)醚(mi)、變壓器油(you)、無(wu)水乙醇等(deng)進(jin)行溶(rong)解(jie)和稀(xi)釋。如(ru)選用接(jie)連式的外(wai)表(biao)(biao)改性(xing)設(she)備，如(ru)SLG接(jie)連式粉體外(wai)表(biao)(biao)改性(xing)機(ji)也(ye)能夠不(bu)要用溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)預先(xian)對鈦(tai)酸(suan)酯(zhi)偶聯劑(ji)(ji)(ji)進(jin)行稀(xi)釋。

（3）硬脂(zhi)酸（鹽(yan)）

硬脂(zhi)酸（鹽）是碳酸鈣常用的(de)外(wai)表改性劑，干法工(gong)藝可直接參(can)加硬脂(zhi)酸，濕法工(gong)藝要先將(jiang)硬脂(zhi)酸皂化或許運用硬脂(zhi)酸鹽，如硬脂(zhi)酸鈉。

為(wei)了使硬脂(zhi)酸更(geng)好地渙散和(he)均勻地與碳酸鈣粒子作用，也(ye)(ye)可預先將硬脂(zhi)酸用溶劑（如無水乙(yi)醇）稀(xi)釋，改性時也(ye)(ye)可適(shi)量參(can)加其(qi)他(ta)助劑。

用(yong)硬脂酸（鹽）改性處理(li)后的活性碳酸鈣首要運用(yong)于填充(chong)聚氯(lv)乙烯(xi)塑料(liao)、電(dian)纜材料(liao)、膠(jiao)粘(zhan)劑、油墨(mo)、涂料(liao)等。

（4）復合偶聯劑

復(fu)合(he)偶聯(lian)改(gai)性(xing)劑(ji)改(gai)性(xing)是以偶聯(lian)劑(ji)為根(gen)底，與其他加工(gong)改(gai)性(xing)劑(ji)、外表處(chu)理劑(ji)、交聯(lian)劑(ji)相結

合，對重質(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)的(de)外表進行(xing)復合改(gai)性(xing)(xing)處理(li)。對重質(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)進行(xing)改(gai)性(xing)(xing)處理(li)一起挑選兩(liang)種或(huo)多種改(gai)性(xing)(xing)劑，發揮每種改(gai)性(xing)(xing)劑自(zi)身的(de)優(you)勢，使重質(zhi)碳酸(suan)鈣(gai)的(de)改(gai)性(xing)(xing)作用更明(ming)顯，更能滿意(yi)各種功用化(hua)、專業(ye)化(hua)的(de)需求。

（5）聚合物改性劑

聚(ju)合物包覆改性包含(han)反(fan)響性纖維素外(wai)表處理和接枝聚(ju)合物外(wai)表處理兩類(lei)。

反(fan)響性(xing)纖維(wei)素外表(biao)處理(li)是將反(fan)響性(xing)纖維(wei)結合在重(zhong)質碳酸鈣的外表(biao)，構成(cheng)外表(biao)改性(xing)層，到達外表(biao)改性(xing)的意圖(tu)。

接(jie)枝聚合(he)包(bao)覆法(fa)是運用重(zhong)質(zhi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)外(wai)表(biao)的(de)(de)活性(xing)點(dian)進行聚合(he)包(bao)覆反響(xiang)，聚合(he)后(hou)的(de)(de)有機高分子(zi)(zi)基(ji)體包(bao)覆在重(zhong)質(zhi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)粒子(zi)(zi)的(de)(de)外(wai)表(biao)上，阻撓重(zhong)質(zhi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)聚會，進步渙散安穩性(xing)。接(jie)枝聚合(he)處理的(de)(de)重(zhong)質(zhi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)外(wai)表(biao)與有機高分子(zi)(zi)材料外(wai)表(biao)的(de)(de)類(lei)似性(xing)進步，下(xia)降(jiang)了重(zhong)質(zhi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)粒子(zi)(zi)外(wai)表(biao)的(de)(de)極(ji)性(xing)。

運用重質(zhi)碳酸鈣(gai)外表羥基(ji)進行接枝聚合改(gai)性制得改(gai)性重質(zhi)碳酸鈣(gai)，應依據主(zhu)(zhu)體(ti)(ti)樹脂(zhi)的性質(zhi)來挑選聚合的單體(ti)(ti)和預處(chu)理辦法，使主(zhu)(zhu)體(ti)(ti)樹脂(zhi)與載體(ti)(ti)樹脂(zhi)的結構(gou)類(lei)似或相同，增加改(gai)性重質(zhi)碳酸鈣(gai)與主(zhu)(zhu)體(ti)(ti)樹脂(zhi)間的相容性。

外表堆(dui)積改性

外表堆積改(gai)性是選用適(shi)宜(yi)的(de)辦法(fa)將改(gai)性劑沉(chen)積在重質(zhi)碳酸鈣的(de)外表，是無機礦藏顏料外表改(gai)性常用的(de)辦法(fa)之一，適(shi)宜(yi)工業化出(chu)產，工藝流程簡略，經過(guo)操控反響條件，能(neng)夠(gou)獲得適(shi)宜(yi)的(de)粒徑(jing)和(he)純度。

物理涂覆改性

物理(li)涂覆改性(xing)是將改性(xing)劑(ji)與重(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)以(yi)必定的份額混(hun)合，在渙散力的作用下，改性(xing)劑(ji)經過(guo)范德華力或(huo)靜電引力等(deng)物理(li)作用力吸(xi)附(fu)在重(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)外表，構成單層(ceng)、雙層(ceng)或(huo)多層(ceng)包(bao)覆層(ceng)。

從物(wu)理涂(tu)覆(fu)改性定義可知，重質碳酸鈣(gai)的(de)外(wai)(wai)表與(yu)改性劑之間(jian)沒有(you)發生化(hua)學反響(xiang)，僅僅樸實的(de)一種物(wu)理包覆(fu)，所用藥劑首要為(wei)外(wai)(wai)表活性劑、渙散(san)劑以及(ji)后(hou)來的(de)超(chao)渙散(san)劑。

重質碳酸鈣廠家依照溶劑(ji)化(hua)鏈的(de)單元結構，超(chao)渙(huan)散(san)劑(ji)能(neng)夠大致分(fen)為以下4種(zhong)類(lei)型：聚(ju)酯(zhi)型超(chao)渙(huan)散(san)劑(ji)、聚(ju)醚(mi)型超(chao)渙(huan)散(san)劑(ji)、聚(ju)丙烯酸酯(zhi)型超(chao)渙(huan)散(san)劑(ji)、聚(ju)烯烴類(lei)超(chao)渙(huan)散(san)劑(ji)。

超渙散(san)(san)劑(ji)的(de)分(fen)子結(jie)構(gou)與(yu)傳(chuan)統外表(biao)(biao)(biao)活性劑(ji)有類似的(de)兩親性結(jie)構(gou)，一(yi)部分(fen)為錨固基(ji)團，常見的(de)有—OH、—NH2、—NR3+、—COOH、—SO3H等(deng)官能團，它們可(ke)經過離子鍵(jian)、共價鍵(jian)、氫鍵(jian)及范德華力等(deng)相(xiang)互作用緊緊地(di)吸附在固體顆粒外表(biao)(biao)(biao)，防止超渙散(san)(san)劑(ji)與(yu)重(zhong)質碳酸(suan)鈣外表(biao)(biao)(biao)脫附;另(ling)一(yi)部分(fen)為溶劑(ji)化鏈，如(ru)聚(ju)烯(xi)(xi)烴、聚(ju)酯、聚(ju)丙(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)酯、聚(ju)醚等(deng)，適宜(yi)渙散(san)(san)在不同極(ji)性基(ji)體中。

與傳統外表活性劑比較(jiao)，超(chao)渙散劑有如下長處(chu)：

①與重(zhong)質(zhi)碳酸鈣顆粒(li)外表結合力(li)更強，幾乎不會發(fa)生(sheng)解吸(xi)；

②聚(ju)合物的長(chang)分子鏈(lian)能(neng)夠更有效地防止重質碳酸鈣粒子的再次聚(ju)會。

這(zhe)些長處為超渙散(san)劑改(gai)性重質碳酸鈣在填(tian)充(chong)塑料、顏料、油墨、涂料等職(zhi)業中(zhong)的廣泛運用帶來了遠景。

高能外表改性

高能(neng)外表改(gai)性是(shi)指選用(yong)(yong)強度較(jiao)高、能(neng)量較(jiao)集中的輻照(zhao)、等離子體、超聲波等辦(ban)(ban)法(fa)，對(dui)重(zhong)質碳酸鈣外表進行改(gai)性處理的一種辦(ban)(ban)法(fa)。作用(yong)(yong)時發(fa)生的強沖擊(ji)波和渙(huan)(huan)散(san)力能(neng)夠(gou)很大地(di)削弱顆粒(li)間的相互作用(yong)(yong)，能(neng)夠(gou)有效地(di)防止顆粒(li)間的聚會，有利于重(zhong)質碳酸鈣的渙(huan)(huan)散(san)。

選用(yong)感(gan)應耦合輝光放電等(deng)離子體(ti)系，并用(yong)氬（Ar）和高(gao)純丙烯(xi)（C3H6）混合氣體(ti)作為等(deng)離子體(ti)處理氣體(ti)對重(zhong)質碳酸(suan)鈣(gai)（1250目(mu)）粉末進(jin)行低溫(wen)等(deng)離子體(ti)改性結果表明，經(jing)(jing)Ar-C3H6混合氣體(ti)處理的碳酸(suan)鈣(gai)填料與(yu)聚丙烯(xi)（PP）有較好(hao)的界(jie)面黏合性。這(zhe)是因(yin)為經(jing)(jing)改性后的碳酸(suan)鈣(gai)顆(ke)粒外(wai)表存在一非極性有機層，因(yin)此下(xia)降了(le)碳酸(suan)鈣(gai)顆(ke)粒外(wai)表的極性，進(jin)步了(le)與(yu)聚丙烯(xi)（PP）的相容性和親(qin)和性。

機械力化學改性

機械(xie)力(li)化學改性是運(yun)用破壞、沖(chong)突等機械(xie)手法，使(shi)重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)粉體(ti)的(de)晶格發(fa)(fa)生(sheng)位移、晶型發(fa)(fa)生(sheng)變化，與此一起體(ti)系溫度升高，內能(neng)增大，大顆(ke)粒(li)(li)的(de)碳(tan)酸鈣(gai)粒(li)(li)子(zi)不(bu)斷分(fen)解成較(jiao)小乃至微米級、納米級的(de)重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)顆(ke)粒(li)(li)，增強重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)顆(ke)粒(li)(li)外表的(de)化學活(huo)性，易與改性劑發(fa)(fa)生(sheng)化學結合或附著，使(shi)重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)顆(ke)粒(li)(li)的(de)內能(neng)下降，處于較(jiao)安穩的(de)狀況，到達外表改性的(de)意圖。

在重質(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)工業出產(chan)中，研(yan)磨破壞和外表改(gai)(gai)性(xing)一(yi)(yi)般是分開進(jin)(jin)行(xing)(xing)，若在重質(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)破壞的(de)進(jin)(jin)程中一(yi)(yi)起參加改(gai)(gai)性(xing)劑對其外表進(jin)(jin)行(xing)(xing)改(gai)(gai)性(xing)，不僅能(neng)運(yun)用破壞的(de)物理機(ji)械力來(lai)增強外表改(gai)(gai)性(xing)作用，還可防止重質(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)顆(ke)粒過(guo)細而導(dao)致的(de)聚(ju)會現象發生(sheng)。

此外，改性劑(ji)自身是一種非常好的(de)光(guang)滑(hua)劑(ji)和(he)渙散(san)劑(ji)，參(can)加后會使(shi)(shi)顆粒間的(de)沖(chong)突減(jian)小，有助磨的(de)成效，對設備也(ye)起到了必定的(de)保護作用(yong)，使(shi)(shi)運用(yong)機械力化學(xue)改性重質碳(tan)酸鈣的(de)工藝流程簡略化，改性作用(yong)和(he)功(gong)率(lv)比較好。

中國(guo)地質大(da)學（北京）丁浩教(jiao)授團隊(dui)選用(yong)機(ji)械(xie)力化學包覆辦(ban)法成功制(zhi)備了(le)碳酸鈣/鈦(tai)(tai)白粉、高嶺土/鈦(tai)(tai)白粉、水鎂石/鈦(tai)(tai)白粉、硅灰石/鈦(tai)(tai)白粉、電氣石/鈦(tai)(tai)白粉等(deng)復合顆粒材料，可代(dai)替或部分代(dai)替鈦(tai)(tai)白粉，用(yong)于化妝品(pin)、涂料、造紙、塑料等(deng)職業。