作爲填料使用的碳酸鈣，若未經表面處理，與有機高聚物(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性能。活性碳酸鈣（又(yòu)稱改性碳酸鈣）是以普通碳酸鈣粉體(tǐ)（有重鈣和輕鈣之分(fēn)）爲基料，采用多功能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而成。

      經改性處理後的碳酸鈣粉體(tǐ)，表面形成一(yī)種特殊的包層結構，能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，并且能與高聚物(wù)基體(tǐ)間産生(shēng)界面作用，從而提高制品的抗沖擊強度，是一(yī)種性能優良的增量型填充料。

      用表面活性劑處理碳酸鈣時，由于碳酸鈣是無機物(wù)，所以它和表面活性劑的親水基有很大(dà)的親和力，它們之間進行類似化學鍵這樣的化學結合，親油基就定向于碳酸鈣微粒的表面，形成一(yī)層單分(fēn)子膜。這就是活性碳酸鈣生(shēng)産的基本原理，這樣處理過的填料已由親水性變 爲親油性，對樹(shù)脂一(yī)類的有機物(wù)有良好的親和力。 必須指出，可以用來對碳酸鈣進行表面處理的，除了表面活性劑以外(wài)，還有近年來發展起來的有機偶聯劑以及各種改性劑。凡是用這些物(wù)質處理的碳酸鈣都可以籠統 地稱爲活性碳酸鈣。

      活性碳酸鈣對一(yī)般橡膠、塑料制品均具有一(yī)定補強性，改善無機填料與樹(shù)脂的相容性，從而改善制品的機械性能、加工(gōng)性能，提高複合材料 的熱穩定性，實現高填充。 pvc管材、闆材、電纜料等，可提高複合材料熱穩定性、表面光潔度、填料填充量，減少樹(shù)脂用量，降低成本。 pp、pe、橡膠等，特别适用pvc管材，可提高複合材料熱穩定性、表面光潔度、填料填充量，減少樹(shù)脂用量，降低成本。

      早期活性碳酸鈣生(shēng)産多數以輕鈣爲主要基料。由于輕鈣的生(shēng)産工(gōng)藝複雜(zá)，價格高，同時生(shēng)産輕鈣對環境産生(shēng)污染，近十年的趨勢是重鈣逐步取代輕鈣。國外(wài)經濟發達國家重鈣對輕鈣的使用比約爲14-18:1，明顯高于我(wǒ)國。随着相關行業的發展，在上述應用領域内，我(wǒ)國重鈣對輕鈣的用量比逐步達到8-12倍。

       常用改性劑及處理方法 

       對于重鈣，常用的表面改性劑爲硬以酯酸及其鹽、偶聯劑等。

       1、硬酯酸及其鹽

       常用的改性方法是将碳酸鈣進行幹燥，除去(qù)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。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。硬酯酸的用量約爲碳酸鈣質量的0.8-1.0%。反應溫度控制在100℃左右、時間15－30min，産品即可進行包裝。 

      硬酯酸或硬酯酸鹽改性碳酸鈣具有相當好的補強作用，可取代炭黑和白(bái)炭黑填料。改性碳酸鈣填料可提高塑料制品的耐沖擊性能，在塗料工(gōng)業中(zhōng)能部分(fēn)取代钛白(bái)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)爲單烷氧基型、螯合型、配位型三種。 

       單烷氧型。除焦磷酸酯基外(wài)，因耐水性差，隻能将偶聯劑用有機溶劑或惰性無水增塑劑稀釋，溶劑和偶聯劑質量比應大(dà)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。也可将碳酸鈣放(fàng)入含有偶聯劑溶劑中(zhōng)攪拌均勻，偶聯劑将重鈣包裹後，把多餘的溶劑脫除. 

       螯合型。耐水性能好，可在水相中(zhōng)包覆重鈣粉體(tǐ)，但大(dà)多不溶于水，可用水性溶劑、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用胺類試劑使之季胺化後溶于水。如用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。 

      配位型。配位型偶聯劑和螯合型的用法相似，因爲耐水性好并且大(dà)多數不溶于水，因此可先将其溶有機溶劑中(zhōng)再包覆碳酸鈣粉料。 

      钛酸酯偶聯劑的用量，約爲碳酸鈣質量的0.5－3.0％。 钛酸酯偶聯劑處理後的重鈣粉，與聚合物(wù)分(fēn)子有很好的相容性。由于它能在碳酸分(fēn)子和聚合物(wù)分(fēn)子之間形成分(fēn)子架橋，增加了有機聚合物(wù)或樹(shù)脂與碳酸鈣之間的相互作用，相應提高了熱塑性複合材料的力學性能，如沖擊強度、拉伸強度、彎曲強度以及伸長率等。 

      2.2　鋁酸酯偶聯劑：鋁酸酯偶聯劑的改性方法，與其他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。鋁酸酯偶聯劑的用量，大(dà)約是面酸鈣質量的1％－2％。鋁酸酯偶聯劑對生(shēng)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(wài)，鋁酸酯偶聯劑價格低廉，顔色淺，不影響産品的白(bái)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爲明顯。由于偶聯劑與碳酸鈣表面的羟基作用形成化學鍵，在碳酸鈣表面覆蓋一(yī)層偶聯劑單分(fēn)子膜；并且钛酸酯偶聯劑另一(yī)端與高分(fēn)子聚合物(wù)相混溶，使碳酸鈣與ＰＶＣ結合得很好，制品具有很好的彈性和抗沖擊性能。