中國(guó)粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣是一種重要的、用途廣泛的化工原料，作為補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑被廣泛應(yīng)用于橡膠、造紙、油墨、涂料、塑料、食品、化妝品等行業(yè)中。

1、粉體改性與碳酸鈣改性

何為粉體表面改性技術(shù)？一般而言，用物理、化學(xué)、機(jī)械等方法對(duì)粉體材料表面或界面進(jìn)行處理，有目的地改變粉體材料表面物理化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)手段都被視為改性技術(shù)。在碳酸鈣領(lǐng)域，粉體表面改性技術(shù)，能改變碳酸鈣粉分散性差，與有機(jī)體相溶性差的劣勢(shì)，能以較低的成本提高鈣粉的用量，拓寬鈣粉的應(yīng)用范圍。

以提高碳酸鈣粉體分散性而言。目前，超細(xì)化是碳酸鈣發(fā)展和應(yīng)用的趨勢(shì)，但粒徑越小，表面能越高，粒子吸附作用越強(qiáng)，團(tuán)聚現(xiàn)象也就越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致碳酸鈣無(wú)法應(yīng)用。如果對(duì)超細(xì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性，則可使改性劑定向吸附在碳酸鈣表面，使其表面具有電荷特性，由于同種電荷的排斥性，碳酸鈣就不易團(tuán)聚，從而在基體中實(shí)現(xiàn)良好的分散。

以改善碳酸鈣與其他物質(zhì)的相容性而言。未經(jīng)表面改性處理的碳酸鈣具有親水性，極性較強(qiáng)，與有機(jī)聚合物相容和分散性較差，易造成復(fù)合材料出現(xiàn)界面缺陷，降低材料的機(jī)械強(qiáng)度。表面改性能讓碳酸鈣完成“親油疏水”的轉(zhuǎn)變，可增大碳酸鈣與有機(jī)體的界面的相容性及親和性，從而提高其與橡膠或塑料等復(fù)合材料的物理性能。

2、碳酸鈣及表面改性（活性）碳酸鈣

碳酸鈣：PCC（輕質(zhì)碳酸鈣）和GCC（重質(zhì)碳酸鈣）是目前高聚物基復(fù)合材料中用量最大的無(wú)機(jī)填料。

輕質(zhì)或沉淀碳酸鈣：以石灰石為原料，通過(guò)燒、消化、碳化生產(chǎn)的碳酸鈣產(chǎn)品;粒度細(xì)（初級(jí)粒子平均達(dá)到0.07mm），白度高，晶形好。

重質(zhì)或細(xì)磨碳酸鈣：以方解石、白堊、大理石、優(yōu)質(zhì)石灰石等為原料，通過(guò)細(xì)磨和超細(xì)粉碎加工直接得到的碳酸鈣粉體產(chǎn)品。其粒度大小與粉碎工藝設(shè)備有關(guān)，最細(xì)可達(dá)0.1μm。

改性或活性碳酸鈣：經(jīng)過(guò)表面有機(jī)改性的碳酸鈣粉體，包括活性重質(zhì)碳酸鈣（GCC）、活性輕質(zhì)碳酸鈣（PCC）、納米碳酸鈣等。

另外，還有一些表面無(wú)機(jī)包覆改性，如二氧化鈦/重質(zhì)碳酸鈣、氧化硅/碳酸鈣、氫氧化鎂/碳酸鈣的研究報(bào)道，但由于工藝復(fù)雜、過(guò)程環(huán)境負(fù)荷較重等原因少有產(chǎn)業(yè)化。

3、碳酸鈣的表面改性工藝與改性劑

碳酸鈣粉體要添加到高分子化合物中，需要對(duì)其進(jìn)行表面改性，以改善碳酸鈣與高分子材料之間的相容性。碳酸鈣粉體的表面改性工藝包括干法改性方法和濕法改性方法。常用的表面改性劑有，硬脂酸、硬脂酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等。

粉體表面改性的方法和原理是粉體表面改性技術(shù)的基礎(chǔ)，從改性技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看，提高表面改性效果，降低表面改性成本，發(fā)展綠色改性劑和優(yōu)化改性設(shè)備等都是重要發(fā)展方向。2024年4月10日~11日，第三屆全國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會(huì)將在江西·吉安舉行，屆時(shí)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）鄭水林教授將在大會(huì)上作《碳酸鈣粉體表面改性技術(shù)現(xiàn)狀與展望》主題報(bào)告，總結(jié)各種碳酸鈣的表面改性方法及技術(shù)選擇、改性劑配方及其優(yōu)化路徑、表面改性工藝與設(shè)備及應(yīng)用、表面改性效果的評(píng)價(jià)等內(nèi)容。

專家簡(jiǎn)介

鄭水林，工學(xué)博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）教授/博士生導(dǎo)師；中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)常務(wù)理事、礦物材料分會(huì)理事長(zhǎng)。技術(shù)專長(zhǎng)為非金屬礦選礦與深加工、粉體表面改性、非金屬礦物材料等。

曾任中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)和中國(guó)非金屬礦工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、專家委員會(huì)副主任。累計(jì)培養(yǎng)研究生130多人（其中博士生30多人）；出版專著25本，發(fā)表論文500多篇（H指數(shù)37，被引數(shù)5779）；授權(quán)發(fā)明專利50多項(xiàng)（其中近40項(xiàng)已轉(zhuǎn)化應(yīng)用）；獲省/部級(jí)及中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)、中國(guó)石油化工聯(lián)合會(huì)、中國(guó)非金屬礦工業(yè)協(xié)會(huì)科技一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，優(yōu)秀圖書(shū)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)以及中綠盟綠色礦山【2019】突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，科學(xué)中國(guó)人【2017】年度人物等榮譽(yù)。

參考來(lái)源：

鄭水林等 編著《粉體表面改性（第四版）》，中國(guó)建材工業(yè)出版社

粉體網(wǎng)等

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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