在塑料改性技術(shù)中將非金屬礦物填料做為填充劑和改性劑使用，不僅可以顯著降低塑料制品的原材料成本，而且可以有效地改善塑料材料的性能。其中碳酸鈣(包括重鈣和輕鈣)是我們最熟悉的一種，其用量大、價(jià)格低，加之改性技術(shù)那點(diǎn)石成金般的神奇之力讓碳酸鈣備受青睞。

不過，在塑料工業(yè)中添加碳酸鈣也有一個(gè)必須面臨的選擇，我是用重鈣呢還是用輕鈣呢?當(dāng)然，也有較為被認(rèn)可的觀點(diǎn)，有時(shí)候使用輕鈣，有時(shí)候使用重鈣，具體情況根據(jù)不同產(chǎn)品調(diào)節(jié)。觀點(diǎn)當(dāng)然是對(duì)的。不過，有沒有第三種選擇呢?

一、選重鈣還是選輕鈣

之所以有用輕鈣還是用重鈣的選擇，甚至于那第三種選擇，其目的當(dāng)然還是降本增效。至于區(qū)分重鈣輕鈣一般有兩種方法，一種用沉降體積(以無水乙醇為沉降介質(zhì))來區(qū)分重鈣還是輕鈣，即沉降體積在2.5mL/g以上的為輕鈣，1.2~1.9mL/g的為重質(zhì)碳酸鈣。另一種，按生產(chǎn)過程不同加以區(qū)別，重鈣是將礦石機(jī)械粉碎和分選而成的;輕鈣是由礦石經(jīng)煅燒、消化和重新碳酸化而成的，重鈣可以看作是物理變化過程的產(chǎn)物，輕鈣則是化學(xué)反應(yīng)過程的產(chǎn)物。

從學(xué)術(shù)角度講，重鈣和輕鈣存在著許多不同點(diǎn)，晶形不同、比表面積不同、吸油值不同等等。在塑料產(chǎn)品中用重鈣好還是輕鈣好，不能一概而論。應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素進(jìn)行取舍。

二、復(fù)配碳酸鈣在塑料行業(yè)中的新應(yīng)用

何為復(fù)配碳酸鈣產(chǎn)品?其實(shí)是指以重質(zhì)碳酸鈣為主體(>50%)，配以一定比例的輕質(zhì)碳酸鈣粉體，靈活運(yùn)用復(fù)配改性技術(shù)，使輕、重鈣混合，進(jìn)行聯(lián)合改性的產(chǎn)物。它的優(yōu)點(diǎn)在于能很好的平衡輕、重鈣差異，兼具其優(yōu)勢(shì)，在降低各項(xiàng)成本的同時(shí)，大幅拓寬產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

舉例，有人思考過重鈣代替輕鈣必然面臨著這樣幾個(gè)問題：

1、用什么樣粒徑范圍的重鈣來代替正在使用的輕鈣?

2、等量代替后，異型材的材料性能能否不發(fā)生明顯改變?產(chǎn)品外觀有無影響?

3、等量代替后，加工設(shè)備和機(jī)頭模具以及工藝條件要不要相應(yīng)調(diào)整?

4、等量代替后，由于重鈣加工性能好，是否能降低物料流動(dòng)阻力(體現(xiàn)在螺桿轉(zhuǎn)矩變化上)，從而節(jié)約能耗或提高轉(zhuǎn)速增加生產(chǎn)速率?

5、從得與失兩方面比較，是否合算?

制備出多樣化的復(fù)配活性碳酸鈣不僅可以解決對(duì)于輕鈣重鈣的使用選擇問題，還可以極大的拓寬碳酸鈣的使用范圍。從另一個(gè)角度講，無論是降本還是增效都大有可為，甚至還能在一些異型材的加工中發(fā)揮巨大作用。

三、復(fù)配活性碳酸鈣生產(chǎn)工藝

1、重鈣干法生產(chǎn)工藝，復(fù)配活性碳酸鈣可采用如下兩種工藝：

(1)：將一定粒度、比例的重鈣、輕鈣混合研磨→改性→分級(jí)；

(2)：采用重鈣、輕鈣分別研磨→分級(jí)→改性。

優(yōu)勢(shì)：工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小，出料后可以直接包裝，特別適用于偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣的改性處理工藝。

2、重鈣濕法生成工藝，復(fù)配活性碳酸鈣可采用如下工藝：

重鈣、輕鈣調(diào)整至一定濃度的漿料濕法混磨→改性→漿料產(chǎn)品→干燥→干粉產(chǎn)品。

優(yōu)勢(shì)：濕法活化是在液相狀態(tài)下處理碳酸鈣顆粒，可以均勻地對(duì)碳酸鈣進(jìn)行包覆，表面活性劑可以通過位阻效應(yīng)和雙電層效應(yīng)充分地分散于碳酸鈣顆粒表面，使顆粒間的距離增大，在脫水和干燥過程中減輕顆粒的二次凝聚，干燥得到的產(chǎn)品粒度細(xì)，堆積密度較小，流動(dòng)性和分散性均較好。

04、復(fù)配活性碳酸鈣表面改性方法

方法與單一重鈣或輕鈣的改性是類似的，只是更為復(fù)雜。主要的方法有：表面活性劑改性、偶聯(lián)劑改性、反應(yīng)性單體及活性大分子改性、原位聚合法改性等。

1、表面活性劑改性法

用于改性碳酸鈣的表面活性劑種類多，生產(chǎn)能力大，價(jià)格低廉，主要可分為脂肪酸(鹽)類以及鈦酸酯類等兩大類。

2、偶聯(lián)劑改性法

偶聯(lián)劑分子的一端為極性基團(tuán)，可以和碳酸鈣表面的羥基進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵;另一端的非極性基團(tuán)，則包覆在碳酸鈣顆粒表面，使其表面親油化，可降低顆粒表面自由能，提高與樹脂相混性，且賦予復(fù)合材料較好的物理、機(jī)械性能。

3、聚合物改性法(兩類)

聚合物可定向地吸附在碳酸鈣的表面，使碳酸鈣具有電荷特性，并在其表面形成物理和化學(xué)吸附層，陰止碳酸鈣粒子團(tuán)聚結(jié)塊，改善分散性。

一類：先把聚合單體吸附在碳酸鈣表面，然后引發(fā)其聚合，從而在其表面形成極薄的聚合物膜層。

另一類：將聚合物溶解在適當(dāng)溶劑中再加入碳酸鈣，當(dāng)聚合物逐漸吸附在碳酸鈣表面時(shí)排除溶劑形成包膜。

小結(jié)：碳酸鈣作為填料和改性劑運(yùn)用的范圍越來越廣泛，但就復(fù)配活性碳酸在塑料工業(yè)運(yùn)用中依舊會(huì)出現(xiàn)一些小問題。例如，粉體的有效分散、制品表面光澤度、制品加工過程中的擠出性能以及色澤的穩(wěn)定性等方面。解決這些問題一方面需要技術(shù)的發(fā)展，另一方面則可以通過復(fù)配活性碳酸鈣的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)來避免或減少。

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！