碳酸鈣5大表面改性方法

碳酸鈣表面改性是改善碳酸鈣應(yīng)用性能、提高適用性、拓展碳酸鈣的市場和用量所必須的重要加工技術(shù)，目前主要有無機(jī)物表面處理、有機(jī)物表面改性、聚合物表面改性、機(jī)械力化學(xué)改性和高能表面改性等碳酸鈣5大類方法。

1、碳酸鈣無機(jī)物表面處理

碳酸鈣具有耐酸性差、pH值高的缺點(diǎn)，從而使其適用范圍和使用量受到了很大程度的限制。將碳酸鈣通過無機(jī)表面改性處理，可使得碳酸鈣表面產(chǎn)生雙靜電層，從而降低了顆粒之間的相互排斥作用，減少了堆積現(xiàn)象的產(chǎn)生。與此同時(shí)，增加了碳酸鈣的親水性，使碳酸鈣在水中能夠被良好的潤濕，從而增加了分散性能，擴(kuò)大了適用范圍。

通過硅氟酸根離子的水解使非晶態(tài)的硅在碳酸鈣表面沉淀析出，提高了碳酸鈣的耐酸性。

2、碳酸鈣有機(jī)物表面改性

有機(jī)物改性主要指通過化學(xué)或物理的方法，將有機(jī)物改性劑包裹在碳酸鈣表面，使碳酸鈣表面性質(zhì)發(fā)生改變，從而達(dá)到增加界面相容性，減少粉體相互團(tuán)聚，是碳酸鈣主流的表面改性方法。

常用的表面改性劑主要有：脂肪酸（鹽）、磷酸酯類、季銨鹽類、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑以及復(fù)合偶聯(lián)劑等。

3、碳酸鈣聚合物表面改性

聚合物表面改性是指在碳酸鈣粒子表面形成一層核殼結(jié)構(gòu)的高聚物層。聚合物改性碳酸鈣主要有兩種情況：一種是在碳酸鈣表面單體通過聚合反應(yīng)形成高分子鏈段；另一種為將聚合物溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲行纬筛叻肿尤芤?，并向其中加入碳酸鈣，當(dāng)高聚物逐漸吸附到碳酸鈣表面之后將溶劑，形成包覆。這樣聚合物可以定向吸附到碳酸鈣表面，形成有效的吸附層，減少碳酸鈣粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高分散性，改善碳酸鈣在使用過程中的分散性能不佳的缺點(diǎn)，達(dá)到表面改性的目的

利用烯烴類單體在無機(jī)引發(fā)劑過硫酸鉀的作用下進(jìn)行納米碳酸鈣表面的原位聚合，改善了納米碳酸鈣的性能。

4、碳酸鈣機(jī)械化學(xué)改性

機(jī)械化學(xué)改性主要是利用強(qiáng)烈的機(jī)械力的作用使碳酸鈣粒子的表面得到，碳酸鈣表面的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得晶格在一定程度上發(fā)生移動，從而與其他物質(zhì)之間的反應(yīng)活性得到增強(qiáng)。

通過采用苯乙烯單體聚合接枝的方法，利用機(jī)械化學(xué)法促進(jìn)苯乙烯單體在碳酸鈣表面發(fā)生聚合，減少了引發(fā)劑的用量，而且提高了高抗沖擊性聚苯乙烯（HIPS）的力學(xué)性能，增加了填料與基體之間的相容性。

這種方法主要針對于顆粒比較大的碳酸鈣效果好，但對于納米碳酸鈣來說，由于其粒徑小，機(jī)械力對它的改善效果不是很好，但是卻可以表面的一些活性位點(diǎn)和基團(tuán)，能夠增強(qiáng)與有機(jī)表面改性劑的相互作用，故可以采用機(jī)械化學(xué)和其他改性手段相結(jié)合的方法改性納米碳酸鈣。

5、碳酸鈣高能表面改性

高能表面改性主要利用高能射線、等離子體等方式對無機(jī)粉體表面改性處理。該方法主要依靠具有高能量的射線及等離子體源對碳酸鈣進(jìn)行表面的轟擊和觸碰，使碳酸鈣表面上產(chǎn)生了一些具有反應(yīng)活性的位點(diǎn)，然后加入不飽和的單體（如乙烯基單體），不飽和單體能夠與表面的活性位點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)，在無機(jī)粒子表面形成一層包覆的有機(jī)膜。

但這種方法的成本高、改性之后的效果也不是很穩(wěn)定，應(yīng)用得到一定程度的限制。