作(zuò)為(wèi)填料使用(yòng)的碳酸鈣，若未經表面處理(lǐ)，與有(yǒu)機高聚物(wù)的親和性較差，容易造成在高聚物(wù)中(zhōng)分(fēn)散不均勻，從而造成兩種材料的界面缺陷，因此需要改進碳酸鈣填料的應用(yòng)性能(néng)。活性碳酸鈣（又(yòu)稱改性碳酸鈣）是以普通碳酸鈣粉體(tǐ)（有(yǒu)重鈣和輕鈣之分(fēn)）為(wèi)基料，采用(yòng)多(duō)功能(néng)表面活性劑和複合型高效加工(gōng)助劑，對無機粉體(tǐ)表面進行改性活化處理(lǐ)而成。

      經改性處理(lǐ)後的碳酸鈣粉體(tǐ)，表面形成一種特殊的包層結構，能(néng)顯著改善在聚烯烴等高聚物(wù)基體(tǐ)中(zhōng)的分(fēn)散性和親和性，并且能(néng)與高聚物(wù)基體(tǐ)間産(chǎn)生界面作(zuò)用(yòng)，從而提高制品的抗沖擊強度，是一種性能(néng)優良的增量型填充料。

      用(yòng)表面活性劑處理(lǐ)碳酸鈣時，由于碳酸鈣是無機物(wù)，所以它和表面活性劑的親水基有(yǒu)很(hěn)大的親和力，它們之間進行類似化學(xué)鍵這樣的化學(xué)結合，親油基就定向于碳酸鈣微粒的表面，形成一層單分(fēn)子膜。這就是活性碳酸鈣生産(chǎn)的基本原理(lǐ)，這樣處理(lǐ)過的填料已由親水性變 為(wèi)親油性，對樹脂一類的有(yǒu)機物(wù)有(yǒu)良好的親和力。 必須指出，可(kě)以用(yòng)來對碳酸鈣進行表面處理(lǐ)的，除了表面活性劑以外，還有(yǒu)近年來發展起來的有(yǒu)機偶聯劑以及各種改性劑。凡是用(yòng)這些物(wù)質(zhì)處理(lǐ)的碳酸鈣都可(kě)以籠統 地稱為(wèi)活性碳酸鈣。

      活性碳酸鈣對一般橡膠、塑料制品均具(jù)有(yǒu)一定補強性，改善無機填料與樹脂的相容性，從而改善制品的機械性能(néng)、加工(gōng)性能(néng)，提高複合材料 的熱穩定性，實現高填充。 pvc管材、闆材、電(diàn)纜料等，可(kě)提高複合材料熱穩定性、表面光潔度、填料填充量，減少樹脂用(yòng)量，降低成本。 pp、pe、橡膠等，特别适用(yòng)pvc管材，可(kě)提高複合材料熱穩定性、表面光潔度、填料填充量，減少樹脂用(yòng)量，降低成本。

      早期活性碳酸鈣生産(chǎn)多(duō)數以輕鈣為(wèi)主要基料。由于輕鈣的生産(chǎn)工(gōng)藝複雜，價格高，同時生産(chǎn)輕鈣對環境産(chǎn)生污染，近十年的趨勢是重鈣逐步取代輕鈣。國(guó)外經濟發達國(guó)家重鈣對輕鈣的使用(yòng)比約為(wèi)14-18:1，明顯高于我國(guó)。随着相關行業的發展，在上述應用(yòng)領域内，我國(guó)重鈣對輕鈣的用(yòng)量比逐步達到8-12倍。

       常用(yòng)改性劑及處理(lǐ)方法 

       對于重鈣，常用(yòng)的表面改性劑為(wèi)硬以酯酸及其鹽、偶聯劑等。

       1、硬酯酸及其鹽

       常用(yòng)的改性方法是将碳酸鈣進行幹燥，除去水份，在改性設備中(zhōng)進行。幹度控制在100-110℃,時間0.5-1.0h或更短即可(kě)。将幹燥後的重鈣加入改性設備，邊攪拌邊加入硬酯酸或其鹽。硬酯酸的用(yòng)量約為(wèi)碳酸鈣質(zhì)量的0.8-1.0%。反應溫度控制在100℃左右、時間15－30min，産(chǎn)品即可(kě)進行包裝(zhuāng)。 

      硬酯酸或硬酯酸鹽改性碳酸鈣具(jù)有(yǒu)相當好的補強作(zuò)用(yòng)，可(kě)取代炭黑和白炭黑填料。改性碳酸鈣填料可(kě)提高塑料制品的耐沖擊性能(néng)，在塗料工(gōng)業中(zhōng)能(néng)部分(fēn)取代钛白粉。 

      2、偶聯劑 

      2.1 钛酸酯偶聯劑：钛酸酯偶聯劑根據分(fēn)子結構和礦物(wù)表面偶聯劑的構型，分(fēn)為(wèi)單烷氧基型、螯合型、配位型三種。 

       單烷氧型。除焦磷酸酯基外，因耐水性差，隻能(néng)将偶聯劑用(yòng)有(yǒu)機溶劑或惰性無水增塑劑稀釋，溶劑和偶聯劑質(zhì)量比應大于1，經充分(fēn)攪拌溶解後，滴加或噴灑到預先烘幹的重鈣粉體(tǐ)表面拌勻，在90-100℃的改性設備中(zhōng)攪拌15min以上即可(kě)。也可(kě)将碳酸鈣放入含有(yǒu)偶聯劑溶劑中(zhōng)攪拌均勻，偶聯劑将重鈣包裹後，把多(duō)餘的溶劑脫除. 

       螯合型。耐水性能(néng)好，可(kě)在水相中(zhōng)包覆重鈣粉體(tǐ)，但大多(duō)不溶于水，可(kě)用(yòng)水性溶劑、表面活性劑或高速攪拌等法，促使乳化分(fēn)散在水中(zhōng)。含磷酸基、焦磷酸基及磺酸基的钛酸酯可(kě)用(yòng)胺類試劑使之季胺化後溶于水。如用(yòng)KR－138S螯合型偶聯劑對碳酸鈣粉進行改性時，将1份KR-138S和0.5份三乙胺混合制成季胺鹽,并分(fēn)散600份水中(zhōng)，加入200份碳酸鈣，充分(fēn)攪勻，脫水，烘幹即可(kě)。 

      配位型。配位型偶聯劑和螯合型的用(yòng)法相似，因為(wèi)耐水性好并且大多(duō)數不溶于水，因此可(kě)先将其溶有(yǒu)機溶劑中(zhōng)再包覆碳酸鈣粉料。 

      钛酸酯偶聯劑的用(yòng)量，約為(wèi)碳酸鈣質(zhì)量的0.5－3.0％。 钛酸酯偶聯劑處理(lǐ)後的重鈣粉，與聚合物(wù)分(fēn)子有(yǒu)很(hěn)好的相容性。由于它能(néng)在碳酸分(fēn)子和聚合物(wù)分(fēn)子之間形成分(fēn)子架橋，增加了有(yǒu)機聚合物(wù)或樹脂與碳酸鈣之間的相互作(zuò)用(yòng)，相應提高了熱塑性複合材料的力學(xué)性能(néng)，如沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度以及伸長(cháng)率等。 

      2.2　鋁酸酯偶聯劑：鋁酸酯偶聯劑的改性方法，與其他(tā)各種偶聯劑的改性方法類似。将重鈣粉料置于100－130℃的改性設備中(zhōng)，邊攪拌邊烘幹，約十多(duō)分(fēn)鍾，然後分(fēn)三次加入計量的偶聯劑。每次間隔2－3min，加完後，再攪拌5min即可(kě)。鋁酸酯偶聯劑的用(yòng)量，大約是面酸鈣質(zhì)量的1％－2％。鋁酸酯偶聯劑對生鈣的改善效果，與钛酸偶聯劑的相當，優于硬酯酸及其鹽。另外，鋁酸酯偶聯劑價格低廉，顔色淺，不影響産(chǎn)品的白度。

      通過實驗數據比對發現，偶聯劑的改性效果優于硬酯酸的改性效果，特别是钛酸酯偶聯劑更為(wèi)明顯。由于偶聯劑與碳酸鈣表面的羟基作(zuò)用(yòng)形成化學(xué)鍵，在碳酸鈣表面覆蓋一層偶聯劑單分(fēn)子膜；并且钛酸酯偶聯劑另一端與高分(fēn)子聚合物(wù)相混溶，使碳酸鈣與ＰＶＣ結合得很(hěn)好，制品具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的彈性和抗沖擊性能(néng)。