中國(guó)粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣作為日常工業(yè)生產(chǎn)中重要的非金屬礦物類基礎(chǔ)原料，處于產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，有“工業(yè)糧食”之稱，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活密切相關(guān)，是發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)的重要支撐材料。
碳酸鈣主要理化指標(biāo)對(duì)應(yīng)用性能的影響
碳酸鈣的碳酸鈣含量以及鹽酸不溶物、鐵、錳、重金屬含量等化學(xué)成分影響產(chǎn)品白度、磨耗值、填充材料色澤、化學(xué)穩(wěn)定性以及在牙膏和食品中應(yīng)用的安全性。
粒度大小及其分布影響產(chǎn)品的白度、亮度或光澤、磨耗值、堆積密度、填充材料力學(xué)性能（強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、模量等）。
沉降體積或堆積密度影響填充材料的密度；白度影響制品的色澤和亮度；吸油值影響重質(zhì)碳酸鈣在填充材料或制品中的分散性和填充樹脂體系的加工性能（混合的難易程度），對(duì)于涂料和油墨則影響其分散穩(wěn)定性、沉降性能或流變性。
碳酸鈣的水分含量主要影響填充材料或制品的表觀性質(zhì)，過(guò)高的水分含量不僅影響表面改性的效果，還可能影響填充材料或制品的表觀質(zhì)量。
表面活性或活化度主要影響碳酸鈣在樹脂中的分散性及與高聚物基料的相容性，進(jìn)而影響填充材料或制品的力學(xué)性能、耐老化性能以及表觀性能等。
比表面積主要影響碳酸鈣的吸油值和在應(yīng)用體系中的分散性。
pH主要是影響填充材料或制品化學(xué)穩(wěn)定性的主要因素之一。
細(xì)說(shuō)碳酸鈣的主要應(yīng)用
1、塑料
碳酸鈣是價(jià)格最低的填料之一，具有無(wú)毒、無(wú)刺激性、無(wú)氣味、白度高、硬度適中等特性。此外，碳酸鈣折射率與許多增塑劑、樹脂的相近，對(duì)填充塑料的著色干擾極小，用量達(dá)70%。
需要注意的是，碳酸鈣、助劑、樹脂的相容性是影響塑料制品質(zhì)量的重要因素。經(jīng)過(guò)活化處理后的碳酸鈣表面均勻地包覆與樹脂性能相近的親油性助劑，在與樹脂共混過(guò)程中，改善不同物料界面相容性，提高產(chǎn)品的性能。
碳酸鈣應(yīng)用于塑料中可以調(diào)節(jié)其剛性和韌性，改善塑料制品的耐熱穩(wěn)定性和塑性，并提高制品的表面光澤、表面平整性，還可以取代昂貴的白色顏料。
2、造紙
碳酸鈣應(yīng)用在造紙中可以作為填料和涂布顏料使用。主要作用是降低成本、節(jié)省纖維、提高紙張松密度、吸水性能、紙張強(qiáng)度、不透明度、均勻度、白度及改善手感等。
作為填料，重鈣主要用于除卷煙紙、過(guò)濾紙和特種低定量信息用紙以外的印刷紙、書寫紙、辦公用紙和廣告用紙中。在實(shí)際應(yīng)用中，銅版紙用重鈣原料為325目，白度要求92以上，碳酸鈣含量大于98%；白板紙等用重鈣細(xì)度1250目以上，白度要求92以上，碳酸鈣含量98%。
作為填料，輕鈣原則上可應(yīng)用于所有紙張中，目前主要作為高檔紙?zhí)盍鲜褂�。例如：卷煙紙、辦公室信息用紙（如傳真紙、儀器記錄紙、噴墨打印紙）、低定量新聞紙、低定量涂布紙等。
作為顏料，重鈣可用于底涂和面涂，目的是改善印刷產(chǎn)品的質(zhì)量和均勻性，而且涂布紙的很多特征也都取決于顏料的選擇。碳酸鈣白度高，流動(dòng)性好，適宜配制高固含量涂料；對(duì)膠黏劑的需求量較低，可以改善涂層的油墨吸收性；能提供良好的白度和色調(diào)，提高透氣性；是使用最為普遍的涂布顏料之一。
作為顏料，輕質(zhì)碳酸鈣在造紙涂布顏料中的應(yīng)用主要是彌補(bǔ)高嶺土和重質(zhì)碳酸鈣的不足。一般用于低定量涂布原紙、高光澤涂布紙和亞光銅版紙。
3、涂料
涂料生產(chǎn)中加入碳酸鈣可以顯著提高其附著能力、耐洗刷性能、表面強(qiáng)度，尤其是水性涂料中碳酸鈣具有防沉降作用和易分散、光澤好等特性�？梢圆糠秩〈滋亢诤�鈦白粉降低成本。
以乳膠漆為例，輕質(zhì)碳酸鈣可使涂料獲得較高的干遮蓋力（對(duì)比率）、良好的附著力和防霉性，還可以改進(jìn)懸浮性，但由于有鈣離子，要注意其與其他化學(xué)品作用可能產(chǎn)生貯存期間涂料增稠或返粗現(xiàn)象，使貯存穩(wěn)定性變差，用量過(guò)多時(shí)涂刷性會(huì)變差，適合于內(nèi)墻涂料。重質(zhì)碳酸鈣可以改善涂料的平滑性、懸浮性，提高附著力和防霉性、抗凍融性，降低漆膜起泡和開(kāi)裂現(xiàn)象，內(nèi)外墻涂料都可使用。
以粉末涂料為例，碳酸鈣化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，雜質(zhì)少，最適合于一些要求重金屬含量低的環(huán)保產(chǎn)品，如兒童玩具、嬰兒車等。對(duì)不同種類填料應(yīng)用于粉末涂料中的性能研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，CaCO3可以作高光產(chǎn)品的填料，而且它的光澤度不輸于其他填料；一般半光產(chǎn)品，可以直接加入CaCO3調(diào)出，無(wú)須加入B68類的消光劑，可節(jié)約成本。但是，如果戶外耐候性有要求，不能用它作填料。
4、橡膠
碳酸鈣應(yīng)用于橡膠中具有補(bǔ)強(qiáng)、填充、改善制品性能的作用，能獲得比純橡膠硫化物更高的抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐磨性。
重質(zhì)碳酸鈣具有純度高、惰性大、穩(wěn)定性好、白度高、吸油率和折射率低、分散性好等特點(diǎn)，在橡膠制品中補(bǔ)強(qiáng)效果差，主要起填充作用。廣泛用于天然橡膠、丁苯橡膠、膠乳等的惰性填充劑，適用于制造鞋跟、鞋底、地板、膠管、發(fā)泡制品、模制品和壓出制品等。
輕質(zhì)碳酸鈣粉體具有顆粒形狀規(guī)則、粒度分布較窄、粒徑較小等特點(diǎn)。在橡膠制品中主要用作白色或淺色橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。輕質(zhì)碳酸鈣具有半補(bǔ)強(qiáng)性，能提高硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及耐磨性能，且在高填充下不會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的定伸應(yīng)力，在膠料中易分散、不影響硫化。
納米碳酸鈣粉體與普通碳酸鈣粉體相比，具有小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，能夠產(chǎn)生普通碳酸鈣不具備的優(yōu)異性能，在橡膠制品中主要起補(bǔ)強(qiáng)、填充、調(diào)色的作用。納米碳酸鈣活性高，補(bǔ)強(qiáng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輕質(zhì)碳酸鈣，與沉淀法白炭黑相當(dāng)。納米碳酸鈣在橡膠中有良好的分散性和相容性，可使橡膠易混煉、易分散、能改善膠料的加工性能，提高制品的力學(xué)性能。同時(shí)納米碳酸鈣具有空間立體結(jié)構(gòu)，粒子形態(tài)多樣，研究發(fā)現(xiàn)不同晶型的納米碳酸鈣對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果不一，其中以連鎖狀納米碳酸鈣對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果最好。
活性碳酸鈣，一般具有粒徑小、吸油值低、分散性好、補(bǔ)強(qiáng)性好等特點(diǎn)。改性碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未改性碳酸鈣，其補(bǔ)強(qiáng)性主要是由于表面改性劑是具有兩親基團(tuán)的有機(jī)物，即具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，表面改性劑通過(guò)兩個(gè)基團(tuán)將碳酸鈣和橡膠緊密結(jié)合在一起，這有利于提高橡膠的物理機(jī)械性能，改善加工性能，并提高制品的延伸性、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能。
5、膠粘劑
納米活性碳酸鈣屬于結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)型填充劑，能極大地提高膠的粘合性、拉伸強(qiáng)度、模量和硬度，在膠粘劑領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
碳酸鈣可用于多種膠黏劑/密封材料（樹脂）體系，如：聚氨酯、多硫化物、聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、聚丁烯、脲醛樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等，用于高檔有機(jī)硅膠、聚氨酯膠、聚硫膠等。
除了納米碳酸鈣，其他碳酸鈣也可以用于膠粘劑當(dāng)中，但不同種類的碳酸鈣對(duì)膠粘劑性能的影響不同。納米碳酸鈣粒徑小，補(bǔ)強(qiáng)效果最好，制得的密封膠觸變性好、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率最高；輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣粒徑稍大，補(bǔ)強(qiáng)效果次于納米碳酸鈣，但其制得的密封膠產(chǎn)品流動(dòng)性好；輕質(zhì)碳酸鈣制得的密封膠硬度最高，重質(zhì)碳酸鈣制得的密封膠硬度最低。高溫處理后，不同碳酸鈣制成的硅酮密封膠強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都會(huì)有所降低；低溫處理后，不同碳酸鈣制成的硅酮密封膠強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都會(huì)有所提高。
此外，在膠粘劑中添加納米碳酸鈣晶須，當(dāng)材料遭到破壞形變時(shí)，沖擊方向上會(huì)出現(xiàn)銀紋狀突起，這些銀紋狀突起的存在會(huì)吸收大量的沖擊能。同時(shí)，碳酸鈣晶須經(jīng)表面改性處理后在樹脂材料中分散性大幅提高，這些都有利于樹脂材料抗沖擊性能的提高，即可達(dá)到非常好的增韌效果。
6、醫(yī)藥
由于碳酸鈣材料普遍具備良好的生物相容性，可降解能力，pH響應(yīng)能力，載體能力，凝血等功能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使得其在針對(duì)不同疾病時(shí)得到廣泛應(yīng)用，也因此碳酸鈣材料常被用來(lái)構(gòu)建綜合治療的復(fù)合平臺(tái)。
例如，在皮膚修復(fù)領(lǐng)域，碳酸鈣材料通過(guò)改進(jìn)后，同時(shí)提供皮膚修復(fù)、抗菌、消炎以及凝血等功能；在骨修復(fù)領(lǐng)域，提供鈣源，促進(jìn)干細(xì)胞分化；在腫瘤治療領(lǐng)域中，納米碳酸鈣被用來(lái)載入阿霉素等化療藥物，以及造影劑等，實(shí)現(xiàn)腫瘤的診療一體。
碳酸鈣作為一種生物相容性良好的礦物材料，還能夠與腫瘤微環(huán)境內(nèi)的質(zhì)子反應(yīng)來(lái)中和腫瘤微酸，從而提高化學(xué)藥物療法和免疫療法的治療效果。
7、油墨
油墨中主要應(yīng)用超細(xì)活性碳酸鈣（納米鈣），其呈現(xiàn)出優(yōu)異的分散性，透明性，極好的光澤和遮蓋力，以及優(yōu)異的油墨吸附性和干燥性，晶形為球形或立方形。
8、食品
碳酸鈣添加在食品中可以補(bǔ)充人體所需鈣，用做補(bǔ)鈣劑、賦型劑等。
9、日化
在牙膏中用作摩擦劑，由于碳酸鈣具有高純度，高白度以及粒度細(xì)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于化妝品中提高其遮蓋力和光澤度。
結(jié)語(yǔ)
碳酸鈣號(hào)稱“百搭材料”其應(yīng)用非常廣泛，不過(guò)主要的應(yīng)用領(lǐng)域中基本的應(yīng)用技術(shù)研究都比較成熟，在實(shí)際應(yīng)用中只要把握好鈣粉和基材物理、化學(xué)性質(zhì)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和主要矛盾即可。
參考來(lái)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
周春暉主編《碳酸鈣清潔加工和產(chǎn)品鏈》化學(xué)工業(yè)出版社
遲永杰，納米碳酸鈣介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞“鈣死亡”與協(xié)同治療效應(yīng)，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
鄭水林，等：重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
王春杰，碳酸鈣基生物材料的可控制備與腫瘤治療增效研究，蘇州大學(xué)
梁佳正，等：碳酸鈣在造紙行業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，廣西大學(xué)
鈣幫、粉體網(wǎng)等
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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