中國粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣作為最常用的塑料填充材料，具有無毒、無刺激性、無氣味、白度高、硬度適中、價(jià)格低等優(yōu)勢。此外，碳酸鈣折射率與許多增塑劑、樹脂的相近，對塑料的著色干擾極小，在塑料加工過程中被大量使用。

1、塑料填充改性技術(shù)發(fā)展趨勢

對塑料填充影響最大的技術(shù)有兩項(xiàng)，一是超細(xì)填料和納米填料的開發(fā)，二是填料表面改性處理。

超細(xì)填料和納米填料的開發(fā)方面。眾所周知，常規(guī)粒度填料的加入會導(dǎo)致復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的大幅度下降，而超細(xì)填料和納米填料的加入不但復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度不會下降，反而會有不同程度的升高，這就是剛性增韌和增強(qiáng)技術(shù)。

相較于普通的碳酸鈣，超細(xì)重鈣和納米碳酸鈣在塑料中能發(fā)揮更多功能化改性作用。納米碳酸鈣粒子的超細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)。與其他填料相比，納米碳酸鈣在分散性、補(bǔ)強(qiáng)效果、功能性，使用成本等方面有較大的優(yōu)勢。

納米碳酸鈣可以增加塑料制品體積，提升制品的硬度和強(qiáng)度，改善塑料加工性能，并增強(qiáng)塑料制品的耐熱性、彎曲強(qiáng)度、彈性模量等各項(xiàng)性能指標(biāo)。另有研究指出，超細(xì)濕法研磨重質(zhì)碳酸鈣可20％～30％替代有機(jī)顏料，起到提高性能和降低成本的作用。將超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣添加在PE和PP復(fù)合材料中其拉伸強(qiáng)度與添加輕質(zhì)碳酸鈣相當(dāng)，彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度比添加輕質(zhì)碳酸鈣要好，加工流動性更好；應(yīng)用于PVC壓延膜領(lǐng)域具有比干法碳酸鈣更高的光澤度，更低的比重。

填料表面改性處理方面。近些年填料表面的處理技術(shù)發(fā)展越來越快，填料與樹脂的結(jié)合力越來越大，對制品性能的提高幅度也越來越大。

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(jī)械強(qiáng)度，且隨著用量的增加，這些缺點(diǎn)更加明顯。

而硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑包覆改性可增大碳酸鈣與有機(jī)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。

2、塑料填充碳酸鈣應(yīng)用研究

提高剛性:具體體現(xiàn)在彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、硬度等性能指標(biāo)上。填料中二氧化硅的含量越高，剛性改性效果就越明顯。其中重質(zhì)碳酸鈣（提高30%）>輕質(zhì)碳酸鈣（提高20%）。

提高尺寸穩(wěn)定性:具體體現(xiàn)在降低收縮率、降低翹曲、降低線膨脹系數(shù)、降低蠕變、增加各向同性程度，尺寸穩(wěn)定效果大小依次為球形填料>顆粒填料>片狀填料>纖維狀填料。

提高拉伸和沖擊性能:無機(jī)粉體并不能總是提高復(fù)合材料拉伸和沖擊性能，只有在達(dá)到特殊條件才可以提高，而且提高幅度也并不大。無機(jī)填料達(dá)到一定細(xì)度后，填料表面包覆處理得好、復(fù)合體系中添加相容劑后，可以改善復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。不同碳酸鈣改善效果不同，對沖擊強(qiáng)輕質(zhì)碳酸鈣>重質(zhì)碳酸鈣，對拉伸強(qiáng)度重質(zhì)碳酸鈣>輕質(zhì)碳酸鈣。

改進(jìn)光學(xué)性能:無機(jī)粉體可以提高復(fù)合材料的遮蓋性、消光性和散光性，如鈦白粉就是典型的遮蓋力最強(qiáng)的無機(jī)顏料，而碳酸鈣可以部分替代鈦白粉使用，甚至是研發(fā)出碳酸鈣和鈦白粉的符合產(chǎn)品。

2024年4月10日~11日，第三屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會將在江西·吉安舉行，屆時(shí)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會改性塑料專委會秘書長楊松偉將在大會上作《碳酸鈣在塑料領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)》主題報(bào)告，重點(diǎn)介紹碳酸鈣在各類塑料包裝材料、改性塑料領(lǐng)域中的應(yīng)用要求、發(fā)展趨勢以及配方示例。

專家介紹

楊松偉，男，福建師范大學(xué)福建省改性塑料技術(shù)開發(fā)基地副主任，中國塑料加工工業(yè)協(xié)會改性塑料專委會秘書長，福建塑料行業(yè)協(xié)會秘書長，中國再生塑料技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副秘書長，福建省塑料及其制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAFJ/TC7）委員，賀州市石材碳酸鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家顧問團(tuán)顧問。

主要從事“無機(jī)粉體功能化與改性塑料開發(fā)”、“環(huán)境友好材料及固體廢棄物綜合利用與治理”等研究和新產(chǎn)品開發(fā)工作。獲得福建省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，福州市科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，近年來申請獲批了多項(xiàng)專利。

參考來源：

李建軍主編塑料配方設(shè)計(jì)（第三版）化學(xué)工業(yè)出版社

陳更新，等：粉體填料在塑料制品中的應(yīng)用，上海塑料制品研究所

鈣幫、粉體網(wǎng)等

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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