碳酸钙是一种重要的、用处广泛的化工原料，作为补强剂和填充剂被广泛使用于橡胶、造纸、油墨、涂料、塑料、食物、化妆品等职业中，不仅能添加产品体积，节省母料，下降本钱，并且能前进制品的物理功能、印刷功能和尺度安稳性等。  一、重质碳酸钙与轻质碳酸钙   依据碳酸钙出产办法的不同，能够将其分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙。轻质碳酸钙又称堆积碳酸钙，是用化学加工办法制得；重质碳酸钙又称研磨碳酸钙，是用机械办法直接破坏天然的石灰石、方解石、白垩等制备。重质碳酸钙和轻质碳酸钙的粒度和表面特征存在必定的差异（表１），因而在运用作用上也会有必定的差异。  比较轻质碳酸钙，重质碳酸钙具有能耗低、加工简略、报价低廉的特色，在造纸、塑料、建筑、涂料等职业中的填充作用显着优于轻质碳酸钙，而我国现在正在大力发展造纸和塑料职业，因而对重质碳酸钙的需求量远远大于轻质碳酸钙。但重质碳酸钙的出产和使用依然存在一些有待于改进的问题：① 重质碳酸钙粒径超细化； ② 开发专用重质碳酸钙产品。而处理这些问题的一个有用手法是对重质碳酸钙进行改性研讨，然后满意各种产品的要求。二、重质碳酸钙的表面改性对重质碳酸钙进行表面改性的首要意图是：①下降重质碳酸钙的表面能，避免聚会； ② 前进重质碳酸钙在基体中的涣散性； ③ 增强重质碳酸钙表面与基体的界面亲和性； ④ 前进改性重质碳酸钙的专用性和功能性。而为了使改性重质碳酸钙的填充作用到达最佳，必需要考虑其使用领域、加工办法、共混目标，对不同的基体和使用领域有针对性地挑选适宜的改性剂和改性办法。接下来将依据重质碳酸钙表面处理工艺的不同，介绍国内外现有的几类表面改性办法和所挑选的改性剂。2.1物理涂覆改性 物理涂覆改性是将改性剂与重质碳酸钙以必定的份额混合，在涣散力的作用下，改性剂经过范德华力或静电引力等物理作用力吸附在重质碳酸钙表面，构成单层、双层或多层包覆层。 从物理涂覆改性界说可知，重质碳酸钙的表面与改性剂之间没有发作化学反响，仅仅朴实的一种物理包覆。2.2表面化学改性     表面化学改性是指经过必定的办法，使用改性剂分子中的官能团和重质碳酸体表面的活性点进行化学反响或化学吸附，使改性剂包覆在重质碳酸钙颗粒的表面，增强重质碳酸钙与填充有机基体的相容性和涣散性，然后改进复合材料的加工功能和物理力学功能。重质碳酸钙的表面化学改性首要包含偶联剂改性、复合偶联改性剂改性、聚合物包覆改性、有机物改性等。 2.2.1偶联剂改性 偶联剂是结构化合物，能够分为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂等。  碳酸钙与偶联剂反响示意图2.2.2 复合偶联改性剂改性 复合偶联改性剂改性是以偶联剂为根底，与其他加工改性剂、表面处理剂、交联剂相结合，对重质碳酸钙的表面进行复合改性处理。对重质碳酸钙进行改性处理一起挑选两种或多种改性剂，发挥每种改性剂本身的优势，使重质碳酸钙的改性作用愈加优 良，更 能 满 足 各 种 功 能 化、专 业 化 的需求。 2.2.3聚合物包覆改性 聚合物包覆改性包含反响性纤维素表面处理和接枝聚合物表面处理两类。 反响性纤维素表面处理是将反响性纤维结合在重质碳酸钙的表面，构成表面改性层，到达表面改性的意图。 接枝聚合包覆法是使用重质碳酸钙表面的活性点进行聚合包覆反响，聚合后的有机高分子基体包覆在重质碳酸钙粒子的表面上，阻挠重质碳酸钙的聚会，前进涣散安稳性。接枝聚合处理的重质碳酸钙表面与有机高分子材料表面的相似性前进，下降了重质碳酸钙粒子表面的极性。  碳酸钙表面羟基接枝聚合改性办法   2.2.4 有机物改性 有机物改性首要包含硬脂酸（盐）、磷酸酯类对重质碳酸钙的改性，改性机理如图，磷酸酯类、硬脂酸与碳酸钙反响示意图   2.3机械力化学改性 机械力化学改性是使用破坏、冲突等机械手法，使重质碳酸体的晶格发作位移、晶型发作变化，与此一起系统温度升高，内能增大，大颗粒的碳酸钙粒子不断分解成较小乃至微米级、纳米级的重质碳酸钙颗粒，增强重质碳酸钙颗粒表面的化学活性，易与改性剂发作化学结合或附着，使重质碳酸钙颗粒的内能下降，处于较安稳的状况，到达表面改性的意图。2.4 表面堆积改性 表面堆积改性是选用适宜的办法将改性剂堆积在重质碳酸钙的表面，是无机矿藏颜料表面改性最常用的办法之一，适宜工业化出产，工艺流程简略，经过操控反响条件，能够获得适宜的粒径和纯度。2.5高能表面改性 高能表面改性是指选用强度较高、能量较会集的辐照、等离子体、超声波等办法，对重质碳酸钙表面进行改性处理的一种办法。作用时发生的强冲击波和涣散力能够极大地削弱颗粒间的相互作用，能够有用地避免颗粒间的聚会，有利于重质碳酸钙的涣散，可是此技能的改性作用不稳，本钱较高，操作较杂乱，因而在实践出产中还很难得到广泛的使用。   三、展望表面改性是前进重质碳酸钙使用功能、前进适用性、拓宽商场和用量所有必要的加工技能之一。重质碳酸钙表面改性的首要发展趋势是。 （1）优化表面改性作用。为了前进出产功率、下降改性本钱，在加工出产中，应依据表面改性机理、基料的性质、加工工艺的技能等要求，有针对性的选取表面改性剂、助改性剂和改性设备。 （2）改性重质碳酸钙尺度纳米化。纳米化的碳酸钙会表现出与普通碳酸钙不同或失常的理化性质，在灭菌消毒、透明性、增耐性和补强性等方面起到特殊作用。 （3）绿色环保化。现在人们总是在倡议走可持续发展之路，因而出产环境友好的改性重质碳酸钙填充料显得非常重要。 （4）为了满意科技的前进对材料提出的更高的要求，碳酸钙的改性会向专用型、功能型及高附加值型转化。

卷烟纸是专供包卷烟草制作香烟的薄页型纸，定量为25g/m2~40g/m2，纸质洁白，紧密、柔软细腻，具有较高的纵向抗张强度和一定的透气性，透气度为30CU~70CU。 碳酸钙是生产卷烟纸的重要原料之一，其用量占卷烟纸质量的40-50%，在成品纸中含量为25%-30%，即卷烟纸三分之一是由碳酸钙组成。 1、碳酸钙在卷烟纸中的作用 碳酸钙的质量直接影响卷烟纸的抗张强度、不透明度、透气度、变异系数、燃烧速度等性能。 提高折光率，使烟丝不露色，这是卷烟的重要指标; 调节燃烧速度，保持卷烟燃烧而不熄火; 使卷烟纸的灰分能牢固的粘结在烟丝上，包灰好; 增加卷烟纸白度，提高卷烟纸透气性; 降低焦油含量，减少对人体有害物质; 可节约纤维原料，降低生产成本。 碳酸钙有重钙、轻钙之分，其粒径、颗粒形貌、沉降速度等性质又各不相同，那么，什么样的碳酸钙最适合卷烟纸呢?本文采用不同种类的碳酸钙在28g/m2、70CU卷烟纸产品上进行试用，其打浆工艺、灰分、各种助剂浓度、流量和纸机参数保持一致，然后进行综合对比分析，从而确定最适合的碳酸钙种类。 2、重钙与轻钙使用对比 重钙为江西生产，轻钙为广西生产，其检测指标对比如下： 通过上面对比重钙和轻钙的指标对比，其检测项目略有不同，但相同检测项目数据比较接近，所以可以进行对比使用。 将重钙和轻钙分别在纸机上进行试验，并取上网浆、白水和成纸进行分析检测，然后进行对比分析。 生产情况：使用重钙后与轻钙相比，网部脱水速度快，成纸匀度变差。 根据生产情况分析： 由于重钙粒径一致性差，导致透气度及其变异系数明显偏大; 由于重钙的晶型呈块状，与纤维间的结合力差，导致抗张强度偏低; 由于重钙粒径大，折光率低，导致纸页不透明度低; 由于重钙密度大、沉降速度快，导致网部脱水快，纸页匀度差; 由于上述原因导致成纸在灰分、定量接近的情况下，其各项物理指标，均未达到预期，同时对上网浓度、白水浓度、填料留着率和匀度指数等数据分析，与生产现象相一致。 小结：在生产卷烟纸时，轻质碳酸钙优于重钙。 3、轻钙不同晶型使用对比 生产情况：使用两种轻钙相比，网部没有明显变化，但纺锤状轻钙匀度较好。 根据生产情况分析：层状轻钙透气度及其变异系数低于球状轻钙;由于纺锤型轻钙与纤维间的结合力好于球状轻钙，所以其抗张强度略高; 由于纺锤型轻钙的晶型呈纺锤状，与纤维更容易发生交联，导致网部脱水变缓，纸页匀度好; 在成纸在灰分、定量接近的情况下，其各项物理指标接近，但纸页的透气度及其变异系数，球状轻钙明显偏高。 小结：在生产卷烟纸时，纺锤状轻质碳酸钙优于球状轻质碳酸钙。 4、轻钙粒径不同使用对比 使用同一厂家生产的轻钙，其晶型一致，均为纺锤状，但粒径不同的轻钙进行对比分析。 生产情况：使用两种不同粒径轻钙相比，网部没有明显变化，但粒径小轻钙匀度较好。 根据生产情况分析：粒径小轻钙透气度及其变异系数低于粒径大轻钙; 粒径小轻钙，折光率高，纸页不透明度高; 粒径小轻钙由于沉降速度慢、视比容大，导致网部脱水速度慢，成纸匀度好; 在成纸在灰分、定量接近的情况下，其各项物理指标接近，但纸页的透气度及其变异系数，粒径大轻钙明显偏高，同时不透明度偏低。 小结：在生产卷烟纸时，粒径小轻质碳酸钙优于粒径大轻质碳酸钙 。 5、综合对比 通过进行一系列的对比试验以及综合评价，适合在卷烟纸中使用的碳酸钙为纺锤状、小粒径轻钙，使用该种碳酸钙各项物理指标稳定，特别是卷烟纸的重点控制指标，透气度及其变异系数(%)效果最好，但粒径小的轻钙价格相对较高，所以卷烟纸生产厂家将根据成本、客户使用等情况，确定最适合种类的碳酸钙。

渣是制取聚氯乙烯(PVC)、气体时发生的工业废渣。渣中首要的物质为氢氧化钙，还含有少数的无机杂质，比方MgO、FeO和SiO2等，因为渣内含有少数的C、S、P等杂质使其呈现灰白色，并伴有浓郁的冲鼻滋味。渣中的颗粒十分的细小，粒径大约在10-15μm;渣的pH值大约能够到达12.5左右，呈现比较强的碱性。因而以渣为质料出产高需求量的超细活性碳酸钙，无疑是处理渣最好的途径。 1、渣的预处理 渣浆的预处理方法直接影响到CaCO3产品质量的好坏和渣的运用率。一般渣的预处理方法包含两种，105℃下枯燥和530℃下锻烧。挑选105℃下枯燥一方面能够除掉渣内的水分，另一方面能够使渣内的有机物和挥发性杂质分化，然后能够减小碳酸钙制品中杂质的含量。530℃下锻烧一方面是使渣内的氢氧化钙分化成氧化钙，另一方面使渣内的金属化合物转换成难溶物质。 试验标明，渣经105℃枯燥的作用最好。在这种预处理方法下所得Ca(OH)2回收率和碳酸钙白度最高。 2、渣的浸出 许多金属氢氧化物是不溶性阳离子物质，只需操控必定的碱性条件，可使系统中的金属阳离子有挑选性的沉积。依据溶度积原理，在浸取的进程中，pH操控在必定规模以内，就能够使Mg2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子先构成氢氧化物沉积，而Ca2+达不到Ca(OH)2的溶度积仍留在溶液中，过滤掉沉积即可得到不含镁、铁、锰杂质的精制Ca2+溶液。 (1)浸出 高传相等选用对渣进行杂质处理后得到球形超细CaCO3，所得碳酸钙纯度大于98%，白度大于97，均匀晶粒尺度为45nm，电镜均匀粒径约为80nm，比表面积约为32m2/g。乔叶刚等选用必定浓度的溶解渣，过滤除掉不溶性杂质，使CaCl2溶液得到净化。 (2)氯化铵浸出 卢忠远等将渣参加质量分数为J%、过量30%的NH4Cl的溶液中反响，CaCO3的回收率最高达99%，所组成的碳酸钙为针状文石型碳酸钙。 (3)甘酸浸出 袁可等选用甘酸水溶液将渣中的有用钙转变为可溶性的甘酸钙，经过碳化，组成出球形碳酸钙。其工艺与氯化钱工艺十分类似，但在氯化铵系统中，所制备的碳酸钙描摹为立方形，而在甘酸系统中，碳酸钙的描摹则为球形。两者描摹彻底不同，这或许是因为甘酸对碳酸钙的描摹有抑制作用。 3、碳酸钙的制备 (1)CO2碳化 吴琦文等以渣为质料，CO2为碳源，制备纳米碳酸钙。在其制备进程中，研讨质料的浓度、CO2气体的浓度、CO2气体的流速、反响温度、拌和速率以及添加剂的用量对碳酸钙产品粒径和晶型的影响，结果标明：质料的浓度、CO2浓度和流速对碳酸钙均匀粒径有稍微的影响，在必定的条件下可制备颗粒粒径为50nm、均匀晶粒尺度约30nm的方解石型纳米碳酸钙颗粒。 Jun-HwanBang等运用CO2微气泡发生器组成得到小尺度、高比表面积的碳酸钙，并研讨了Ca(OH)2浓度、电解质的量、CO2流量和注入方法对碳酸钙的尺度、比表面积的影响。结果标明：CO2流量的添加会减小碳酸钙粒子的尺度，或许的原因是CO2流量的添加使得剪切速率变大而且添加了CO2的涣散;运用MBG(微气泡发生器)注入CO2要比惯例的泡沫发生器制得的碳酸钙粒子更小。 (2)碳酸钠碳化 YuDong等运用微乳液作为组成途径，以碳酸钠为碳源，可控的得到不同描摹的碳酸钙。经过操控这些参数：表面活性剂的品种、陈化时刻以及W0(水与表面活性剂的摩尔比)得到了许多新颖的描摹，纳米棒、六角圆片以及类镜头像结构。碳酸钠和氯化钙量的添加会使得碳酸钙粒子形状不规则，到达必定量后不会构成微乳液。 Fang-zhiHuang等以碳酸钠为碳源，经过参加可溶性添加物的正向微乳液得到不同描摹的碳酸钙粒子。当在甘酸润饰的正向微乳液下，碳酸钙生成中空的微球粒子，然而在Mg2+润饰的正向微乳液下，得到了许多新颖的分层霞石碳酸钙晶体，比方轴型霞石碳酸钙、圆片霞石碳酸钙等等。这些不同晶相的特殊描摹碳酸钙或许是因为碳酸钙的前体(球形的或许片状的纳米粒子)在两层的模版下，自发拼装构成的，意味着咱们能够在两层模版下，经过仿生组成手法，组成得到具有特殊描摹和结构的无机或许有机一无机杂化材料。 (3)碳酸铵碳化 张宏等选用以下试验工艺条件：浸取液Ca2+浓度为0.85mol/L，(NH4)2CO3：CaCl2=0.95:1(物质的量比)，反响温度位15℃，组成得到碳酸钙的晶形为立方体，均匀粒径为50nm。试验进程发现，Ca2+浓度在1mol/L以下，跟着浓度的添加粒径线性下降，1mol/L以上则改变不明显;而且，Ca2+浓度在1mol/L以上，对渣中杂质的去除是十分晦气的。 闻琨等以渣为质料、氯化铵溶液为浸取剂、碳酸铵为碳化剂、柠檬酸为晶行操控剂，选用液相法制备了高纯度的纳米级碳酸钙。调查了钙浓度、柠檬酸的用量、碳化温度三种要素对碳酸钙晶型和粒径的影响，结果标明：钙浓度为0.6mol/L、柠檬酸与碳酸钙质量比为0.03、碳化温度为12℃为最佳工艺，所得碳酸钙粒径为40-60nm，为纯洁的方解石晶型。 4、渣碳酸钙在塑猜中的使用 聚  董卫龙等以渣为质料，或氯化铵为浸取剂提取渣内的Ca2+离子，并别离选用液相法和微乳法制备碳酸钙。选用微乳液法得到的超细活性碳酸钙与浙江菱化活性钙、纳米钙三种碳酸钙填充PP，力学功能结果标明：跟着碳酸钙含量的添加，力学功能都呈现了明显地下降，可是渣制备的碳酸钙填充PP的力学功能一直比浙江菱化活性钙、纳米钙填充PP的要高;流变功能显现渣制备的碳酸钙和浙江菱化活性钙填充PP后的熔体粘度整体比浙江菱化纳米钙填充PP的小。

碳酸钙是现在高聚物基复合材料中用量最大的无机填料。碳酸钙填料的首要长处是质料来历广泛、报价便宜、无毒性。据统计塑料制品工业中约70%的无机填料是碳酸钙，包含轻质或沉积碳酸钙(PCC)和重质或细磨碳酸钙(GCC)。        因为碳酸钙填料为无机粉体，与有机高分子的相容性差，直接增加到高分子材料中难以均匀涣散，还会影响材料的加工功用和力学功用，因而，一般在填充高分子材料之前要对其进行表面改性处理。现在表面改性已成为碳酸钙(包含轻质碳酸钙和重质碳酸钙)最重要和有必要的深加工技能之一，每年出产的各不同细度的活性碳酸体到达150万t以上。 1 表面改性办法        碳酸钙的表面改性办法首要是化学包覆，辅之以机械力化学；运用的表面改性剂包含硬脂酸(盐)，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂等。表面改性工艺有干法和湿法两种。        硬脂酸(盐)是碳酸钙最常用的表面改性剂。其改性工艺能够选用干法，也能够选用湿法。一般湿法工艺要运用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。图1所示为用硬脂酸干法处理碳酸钙的工艺流程：先将碳酸钙进行枯燥，除掉水份(假如碳酸钙的水份含量小于1%能够不进行枯燥)，然后参加计量装备好的硬脂酸在表面改性机中完结碳酸体的表面改性。选用SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等接连式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是接连同步给入的，硬脂酸能够直接以固体粉状增加，用量依粉体的粒度巨细或比表面积而定，一般为碳酸钙质量的0.8%～1.2%；在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合机中进行表面包覆改性时，一般为间歇操作，首要将计量和制造好的物料和硬脂酸一同参加改性机中，拌和混合15～60min即可出料包装，硬脂酸的用量为碳酸钙质量的0.8%～1.5%左右，反响温度控制在100℃左右。为了使硬脂酸更好地涣散和均匀地与碳酸钙粒子效果，也能够预先将硬脂酸用溶剂(如无水乙醇) 稀释。改性时也可适量参加其他助剂。        湿法改性是在水溶液中对碳酸钙进行表面改性处理。一般工艺进程是先将硬脂酸皂化，然后参加碳酸钙浆猜中，经过必定时刻的反响后，进行过滤和枯燥。碳酸钙在液相中的涣散比在气相中的涣散较为简单。别的，经过参加涣散剂，使其涣散效果更好，因而，在液相中碳酸钙颗粒与表面改性剂分子的效果更均匀。当碳酸钙颗粒吸附了硬脂酸盐后，表面能下降，即便经压滤、枯燥后构成二次粒子，其聚会结合力削弱，不会构成硬聚会，用较小的剪切力即可将其从头涣散。尽管常温下也可进行湿法表面改性，但反响时刻长，因而，一般都要加温进行表面改性，改性温度一般为50～100℃左右。        湿法表面改性一般用于轻质碳酸钙及湿法研磨的超细重质碳酸钙的表面改性。除了硬脂酸(盐)外，其他脂肪酸(酯)，如磷酸盐和磺酸盐等也可用于碳酸钙的表面改性。用一种特殊结构的酯(ADDP)对碳酸钙进行表面改性后，碳酸钙粒子表面疏水亲油，在油中的均匀聚会粒径减小，将改性的碳酸钙填充于PVC 塑料系统可明显改进塑料的加工功用和力学功用。据报道，混合运用硬脂酸和十二烷基磺酸钠对轻质碳酸钙进行表面处理，能够进步表面改性的效果。硬脂酸与十二烷基磺酸钠的份额为2∶1，用量分别为碳酸钙质量的2.5%～3%和1.25%～1.2%，反响温度90℃。        用脂肪酸(盐)改性处理后的活性碳酸钙首要使用于填充聚氯乙烯塑料、电缆材料、胶粘剂、油墨、涂料等。图2 所示为用钛酸酯偶联剂进行干法表面包覆改性的工艺流程。为了进步钛酸酯偶联剂与碳酸钙效果的均匀性，一般用慵懒溶剂，如液体白腊(白油)、、变压器油、无水乙醇等进行溶解和稀释。钛酸酯偶联剂用量依碳酸钙的粒度和比表面积而定，一般为0.5%～3.0%。碳酸钙的改性温度尽可能在偶联剂闪点以下，一般为100～120℃。        钛酸酯偶联剂和慵懒溶剂混合后以喷雾或滴加方式参加高速混合机中，这样能够更好地与碳酸钙颗粒涣散混合，进行表面化学包覆。如选用接连式的表面改性设备，如SLG接连式粉体表面改性机也能够不必溶剂预先对钛酸酯偶联剂进行稀释。        用钛酸酯偶联剂处理后的碳酸钙，与聚合物分子有较好的相容性。一同，因为钛酸酯偶联剂能在碳酸钙分子和聚合物分子之间构成分子架桥，增强了有机高聚物或树脂与碳酸钙之间的相互效果，可进步热塑料填充复合材料的力学功用，如冲击强度、拉伸强度、曲折强度以及伸长率等。用钛酸酯偶联剂表面包覆改性的碳酸钙和未处理的碳酸钙填料或硬脂酸(盐)处理的碳酸钙比较，各项功用均有明显进步。        铝酸酯偶联剂也已广泛使用于碳酸钙的表面处理和填充塑料制品，如PVC、PP、PE及填充母粒等制品的加工中。经二核铝酸酯处理后的轻质碳酸钙可使CaCO3/液体白腊混合系统的粘度明显下降，改性后的碳酸钙在有机介质中的涣散性杰出。此外，表面改性活化后的碳酸钙可明显进步CaCO3/PP(聚)共混系统的力学功用，如冲击强度，耐性等。表1 是用锆铝酸盐偶联剂处理重质碳酸钙(粒度2μm)后填充聚材料的力学功用。成果表明，填充材料的各项力学功用明显改进，尤其是冲击强度和伸长率。        关于同一种碳酸钙填料，运用不同的偶联剂进行表面改性处理，填充后的效果也会有所不同。表2是不同的偶联剂对碳酸钙进行表面改性，然后填充热固性聚酯后制品的测验成果。其配方为热固性聚酯30，碳酸钙70，偶联剂0.3。成果表明，钛酸酯偶联剂LICA09和LICA38的改性效果较好。        经偶联剂处理后的碳酸钙(包含轻质碳酸钙和重质碳酸钙)，除了用作硬质的聚氯乙烯的功用填料外，还广泛用作胶粘剂、油墨、涂料等的填料和颜料。选用聚合物对碳酸钙进行表面改性，能够改进碳酸钙在有机或无机相(系统)中的稳定性。这些聚合物包含低聚物、高聚物和水溶性高分子，如聚甲基酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚马来酸、聚酸、烷氧基乙烯—乙烯磺酸的共聚物、聚、聚乙烯等。        聚合物表面包覆改性碳酸钙的工艺可分为两种，一是先将聚合物单体吸附在碳酸钙表面，然后引发其聚合，然后在其表面构成聚合物包覆层；二是将聚合物溶解在恰当溶剂中，然后对碳酸钙进行表面改性，当聚合物逐步吸附在碳酸钙颗粒表面上时扫除溶剂构成包膜。这些聚合物定向吸附在碳酸钙颗粒表面，构成物理、化学吸附层，可阻挠碳酸钙粒子聚会，改进涣散性，使碳酸钙在使用中具有较好的涣散稳定性。       母料填料(Master Batch Pellet)是一种新式塑料填料。办法是按必定份额将填料和树脂母料混合，并增加一些表面活性剂，经过高剪切混合挤出，切粒而制成母粒填料。这种母料填料具有较好的涣散性，与树脂结合力强，熔融均匀，增加量高，机械磨损小，使用便利。因而，广泛使用于打包带、编织袋、聚乙烯中空制品(管材、容器等)、薄膜、聚烯经注射器。       依据基体树脂的不同，常用母料填料首要有无规聚碳酸钙母粒(APP母料)、聚乙烯蜡碳酸钙母粒和树脂碳酸钙母粒填料等几种。APP母料是以碳酸钙和无规聚为根本质料，以必定的份额制造，经过密炼、开炼、造粒出产。碳酸钙在和无规聚复合前须经表面活化处理。无规聚和活性碳酸钙的配比一般为1∶3～1∶10。为了改进无规聚的加工成型功用，一般成型时参加部分等规聚或部分聚乙烯。无规聚和活性碳酸钙的配比决议了碳酸钙粒子表面包覆厚度，然后终究影响APP母料的产品质量。        在APP母料这一系统中，碳酸钙粒子四周被无规聚包覆，即碳酸钙粒子均匀地涣散在无规聚基猜中。理论上，填充的碳酸钙越多越好，即设想厚度越小越好。但实践厚度取决于工艺设备及操作条件。        选用缩合磷酸(即偏磷酸或焦磷酸)对碳酸体进行表面改性，可战胜碳酸体耐酸性差、表面pH值高级缺陷。改性后产品的pH值为5.0～8.0(较表面处理前下降1.0～5.0)，难溶于醋酸等弱酸中，耐酸性较好。别的，在碳酸钙碳化进程中参加硫酸锌和水玻璃进行表面改性，所得产品使用于丁橡胶时，可改进其开裂伸长率和撕裂强度。        使用超细粉碎进程的机械力化学效果也可对碳酸体进行表面改性。碳酸钙在超细粉碎进程中，因为机械力的效果，一方面粒度变细，与此一同，一部分机械能积聚在颗粒内部，引起表面结构和性质的改变，使碳酸钙表面与表面改性剂的效果活性增加。因而在超细粉碎进程中增加表面改性剂和助剂可在超细粉碎进程中一同完结碳酸钙的表面化学包覆改性。图3 所示是重质碳酸钙湿式超细研磨改性出产工艺。原矿经调浆池调浆后泵入储浆槽，供两台磨机湿法研磨，在第三台磨机的进料处设置主动加药机，将小分子量偶联剂参加矿浆，供第三台磨机研磨并改性，然后将经开始改性的矿浆泵入湿法改性机中，一同参加大分子量偶联剂，继续进行表面改性。在拌和砂磨机中经小分子量偶联剂开始改性的矿浆，与经过计量泵定量参加的大分子量偶联剂一同，经螺杆泵泵入湿法改性机内。在机内矿浆和偶联剂受动棒高速拌和和固定棒的激烈阻力，发生摩擦力和剪切力，然后到达均匀高效改性。一同因为矿浆受激烈拌和发生很多热能，机内矿浆温度达72～75℃，因而不需要辅佐加热设备。表面改性后的浆料选用具有涣散效果的旋转闪蒸枯燥机进行枯燥。表面改性剂可选用脂肪酸(盐)和水溶性偶联剂。表3是湿式超细研磨改性的活性重质碳酸钙与干法改性的超细活性重质碳酸钙产品的首要质量指标。

碳酸钙(CaCO3)是一种重要的、用处广泛的无机盐，依据加工办法的不同一般分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。重质碳酸钙又称研磨碳酸钙，简称重钙，是以天然方解石、石灰石、白云石、白垩、贝壳等为质料经过物理办法加工制得;轻质碳酸钙又称沉积碳酸钙，简称轻钙，是用化学办法加工制得。 现在粉末涂料用的填料首要是硫酸，包含沉积硫酸和重晶石粉(超细硫酸)，跟着欧盟和美国将硫酸中的列为重金属之后，硫酸在一些出口产品中的运用受到了约束，且硫酸报价较碳酸钙高，而碳酸钙是一种既廉价又不含重金属元素的白色填料，跟着出产工艺的前进，碳酸钙出现出向功用化和超细化开展的趋势，其功能现已能够到达粉末涂料的要求，运用于粉末涂料中可下降本钱。 湿法研磨超细重质碳酸钙深加工产品，比较于传统工艺出产的普通重质碳酸钙和化学沉积法出产的轻质碳酸钙来说，其具有细度更细、比表面积更大、化学稳定性更高级一系列长处。本试验挑选干湿法研磨超细重质碳酸钙、轻质纳米碳酸钙运用于粉末涂料中，并比照了其功能。 1.重钙出产工艺 重质碳酸钙的出产办法首要有干法和湿法两种，干法一般出产2500目以下的重钙，若出产2500目以上的超细重钙在技能上是可行的，可是能耗高和本钱较高，在经济上不可行。2500目以上的超细重质碳酸钙的出产首要选用湿法研磨，而干法研磨则作为湿法研磨的前段工序。 1.1 干法工艺 干法出产重钙是现在国内较遍及的办法，技能也较老练，选用一般研磨与分级设备组成的加工设备体系就能得到各粒度的产品。首要选用的设备有雷蒙磨、环辊磨、球磨机、高压辊磨机、立式拌和研磨机、气流磨等;分级设备首要选用叶轮式超细分级机。干法出产工艺具有设备出资少、技能老练、工艺简略、能耗低、单机产值较高级特色，惯例干法出产重钙工艺如图1所示。1.2 湿法工艺 跟侧重钙加工越来越朝着微细化方向开展，传统的干法出产工艺不管从设备自身仍是经济效益方面都无法满足要求，然后湿法研磨工艺应运而生。湿法研磨与干法研磨的最大差异在于分散介质的不同，干法以空气作为分散介质，而湿法研磨则以水作为分散介质，再配以研磨助剂，使颗粒的分散性更好，研磨功率更高，粒度更细。一般湿法研磨工艺如图2所示，原矿经洗选后两段破碎至400目左右，干法研磨、分级后配制成必定浓度的浆液，参加研磨助剂，给入立式研磨机，以氧化锆珠作为研磨介质，经过调整研磨机各项参数操控出料细度，物料经磨细后以浆料办法排出，经枯燥除尘后搜集装袋。2.湿法超细重钙的特性 因为湿法研磨重钙的出产工艺和研磨环境与干法研磨重钙以及轻钙彻底不同，其产品的物理功能也存在着显着的差异。 2.1 湿法与干法重钙特性比较 (1)粒度。湿法研磨的超细重钙粒度细，首要出产3000目以上的产品，粒径 (2)粒径散布。湿法出产的重钙粒径散布窄，呈单峰或双峰形状散布;而干法出产的重钙粒度散布较宽，成双峰或多峰形状散布。 (3)颗粒形状。因为颗粒在研磨时研磨环境和受力办法的不同，湿法研磨重钙产品颗粒一般出现为球形或许类球形，而干法产品多为不定形，且有显着棱角。 表1和图3是分别为湿法研磨超细重钙的粒径规模和粒径散布图。从图3能够看出，湿法研磨超细重钙的粒径呈双峰散布，分别在 0.75～0.82 μm 和1.58～1.74 μm 出现了峰值，并且重钙粒径大部分都处于2 μm之下，归于微米级材料。2.2湿法超细重钙与轻钙特性比较 (1)轻钙由化学沉积法制得，粒径小，颗粒一般呈纺锤形或链形，吸油值比重钙要高，即便经表面处理的轻钙吸油值也比普通湿法重钙要高，这就导致轻钙作为填料时助剂的用量有可能会添加。 (2)湿法重钙的运用范畴相对于轻钙更广，在某些范畴(比方塑料)，因为湿法超细重钙的流动性好于轻钙，其添加量要比轻钙大。 (3)湿法重钙因为选用的是物理办法加工出产的碳酸钙，在产品出产的过程中只参加了水，没有任何杂质和化学物质的影响，产品的化学稳定性较高;轻质碳酸钙选用化学合成的办法出产，在碳化反响的过程中简单发生过饱和反响，简单形成产品表面的游离酸碱值不稳定，一起产品中简单带入煤灰等杂质。 3.湿法超细重钙在粉末涂料中的运用 在粉末涂料的出产中，出于本钱的考虑，一般会在配方规划中添加一些填料以下降本钱。粉末涂料中常用的填料为硫酸，但天然硫酸矿床(重晶石)遍及含有必定量的重金属元素，在出产过程中很难将其分离出来，且元素自身现已被欧盟和美国界说为重金属元素，这些要素都影响了硫酸在粉末涂料中的运用。而重质碳酸钙是由天然方解石、白云石等矿石直接加工制得，不含重金属元素，且碳酸钙原矿资源丰富，报价低廉。因而，已被广泛运用于粉末涂料中。 3.1 碳酸钙在粉末涂料中的效果 碳酸钙在粉末涂料中起骨架效果，添加漆膜厚度，进步涂层的耐磨性和耐久性。可下降涂料的本钱，进步粉末涂料的上粉率和喷涂面积，别的它不含重金属，是不含重金属类粉末涂料的首选填料。 3.2 试验部分 3.2.1 原材料及配方 为充沛验证不同细度湿法重钙在粉末涂料中的运用功能，咱们挑选干/湿法重钙、轻质碳酸钙等填料与其进行比照性试验，质料及试验配方见表2。3.2.2不同填料的物理功能测验成果 按HG/T3249.2-2008 《涂料工业用重质碳酸钙》标准测验了 CC-2500、CC-3000、CC-6000，按HG/T2226-2010《普通工业沉积碳酸钙》标准测验了轻质纳米碳酸钙，测验成果如表3所示。其间CC-2500为选用干法研磨出产的 2 500 目产品;CC-3000 和CC-6000为选用湿法研磨出产的产品;轻质纳米碳酸钙为国内某大型轻钙出产厂商的产品。 从表3的成果能够看出，CC-6000产品的细度最细，其比表面积也最大，因为越细的粉体更简单将每一个粒子的效应更好地发挥出来，然后具有更高的透光性和力学功能，因为CC-6000为湿法研磨的超细碳酸钙，其粒子的形状均匀规矩，运用于粉末涂料中应具有更高的光泽。3.2.3 不同填料运用于粉末涂料中的功能测验 按表1的试验配方添加不同的填料制备成粉末涂料，测验成果见表4。由表4的成果能够看出，湿法碳酸钙运用于粉末涂料中时，跟着细度的添加，其光泽出现上升的趋势;而轻质纳米碳酸钙因为其吸油量较大，因而不适用于高光产品中;且其耐冲击功能不如湿法碳酸钙。 4.结语   湿法研磨超细重质碳酸钙因为其粒径小、粒子描摹均匀规矩，为球形或近似球形，能够广泛运用于涂料、塑料、橡胶、油墨等职业中;运用于粉末涂料时，湿法研磨超细重质碳酸钙可制备高光粉末涂料，其归纳功能优于轻质碳酸钙，在一些约束重金属含量的运用范畴，可用碳酸钙替代硫酸运用，其首要运用于室内家电、婴儿玩具等范畴的涂装。

导读  ID:bjyyxtech   化学助剂具有进步出产功率、削减原材料耗费、改进产品和半成品质量、操控和平缓出产中可能发生的妨碍、赋予产品某些特殊功用的有点，在化工产品的出产运用进程中发挥着十分重要的效果。在碳酸钙产品的出产中，化学主句运用十分遍及，在进步钙产品的出产功率、附加值、节能降耗等方面发挥着巨大的效果。恰当的运用化学助剂，对厂商经济效益的进步协助很大。         碳酸钙产品出产中常用的助剂首要有以下四类：增白剂，用于进步产品白度；晶型操控剂，用于出产特定晶型的产品；分散剂，用于避免碳酸钙粒子聚会影响下流产品的运用；改性剂，用于对碳酸钙粒子进行表面改性，进步其在下流产品中的相容性。   增白剂        碳酸钙产品的白度遭到其间杂质的影响而下降，其间首要影响白度的是金属离子。这些离子本身的色彩都是深色，然后下降了产品的白度。早些年日本专利采用在碱性截止顶用二钠或锌、四氢环、钠、亚、二氧化或吊等对碳酸钙中的杂质离子进行复原漂白，可是存在潜在的致癌效果，现已不再运用。经其他物质漂白后的碳酸钙产品因为没有完全去除杂质离子，还存在贱价金属离子，不只增白不完全，并且在运用后的下流产品中极易呈现氧化反色现象，在必定程度上约束了碳酸钙的运用。还有一些经过增加光亮剂来改动产品对特定波长光的吸收能力来进步产品的白度，可是也存在氧化反色的现象。       现在，最新的增白工艺是河北工业大学开宣布的络合增白工艺，经过独立研制的络合增白剂，将发色的高价金属离子从碳酸钙中除掉，使其留在滤液中，从根本上进步了碳酸钙产品的白度。   晶型操控剂        碳酸钙属多型晶体，据文献报导，现在现已成功制备的有立方体型、纺锤体型、板状、针状、球形、玫瑰型等多种晶型。不必的晶型决议了碳酸钙不同的附加值和运用领域，例如：出产油墨需求立方形或球形碳酸钙，橡胶职业需求针状或链状碳酸钙，陶瓷职业要求高纯、微细球形碳酸钙。高级的纳米球形碳酸钙用于轿车底漆每吨价格可达3000-5000元。       晶型操控剂以本身电性、偶极矩等性质的不同来改动碳酸钙结晶时分子的摆放办法，完成对不同晶体形状的操控，实践的出产进程中能够经过参加晶型操控剂来出产预期晶型的产品。       立方形碳酸钙具有安稳的几许结构，在功用材料中补强效果显着。国内外很多文献报导运用Al2（SO4）3、ZnSO4、硫酸、、碳酸氢钠、氯化钠、丙二醇等作为晶型操控剂能够出产纳米立方形碳酸钙。日本白石工业株式会社以硫酸盐为晶型操控剂，与Ca(OH)2悬浊液混合均匀后参加碳化反响器，间歇碳化法制备了均匀粒径为45nm的立方形纳米碳酸钙。可是，经过很多的出产实践标明，恰当的操控出产工艺条件，不必参加任何晶型操控剂也能够出产出立方形碳酸钙。       球形碳酸钙首要运用与橡胶、造纸、油墨、塑猜中，一般由钙盐与碳酸盐在浓碱性溶液中经低温反响制备。首要的晶型操控剂为镁盐、钾盐和钠。使用碳化法制备球形纳米碳酸钙的办法为：在低于40℃的温度中，向Ca(OH)2悬浮液中参加，再通入CO2进行碳化反映，能够制得球形碳酸钙；对含醇的石灰乳液顶用CO2碳化，能够制得粒子尺度散布均匀的球形碳酸钙。用硅酸钠为晶型操控剂，经过石灰乳化工业能够制备颗粒尺度40-50nm的球形碳酸体。作者：盛晨军  何豫基  河北工业大学钙镁开发中心

本标准适用于纳米碳酸体材料。该产品首要用于橡胶、塑料、密封胶、胶黏剂、涂料和油墨等。 纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新式超细固体粉末材料，其粒度介于0.01~0.1μm之间。因为纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺度效应、小尺度效应、表面效应和微观量子效应。 分子式：CaCO3 相对分子质量：100.09(按2007年世界相对原子质量) 外观：白色粉末 晶型：方解石、文石、球霰石、非晶态 描摹：立方形、近球形、纺锤形、棒形、链状、针状 纳米碳酸钙的要求 表1 要求橡胶、塑料用纳米碳酸钙 表2 橡胶、塑料用纳米碳酸钙引荐目标密封胶、胶黏剂用纳米碳酸钙 表3 密封胶、胶黏剂用纳米碳酸钙引荐目标胶印油墨用纳米碳酸钙 表4 胶印油墨用纳米碳酸钙引荐目标涂料用纳米碳酸钙 表5 涂料用纳米碳酸钙荐目标

室温硫化硅橡胶现在已广泛用作粘合剂、密封剂、灌封和制模材料，在各行各业中都有它的用处。其间补强填料对RTV硅橡胶的流变功能、力学功能有十分重要的影响。而纳米碳酸钙具有报价低廉，功能优异，填充量大，无毒无味等特色，可广泛用作RTV硅橡胶的补强填料。 纳米碳酸钙直接用于硅橡胶中存在两个缺点：一是纳米碳酸钙的比表面积大，分子间力、静电效果、氢键等引起碳酸体的聚会，再加上纳米碳酸钙为亲水性无机化合物，与有机聚硅氧烷亲和性差，易构成粉体聚集体，构成纳米碳酸钙在系统中涣散不均匀。二是纳米碳酸钙吸油值很高，对硅橡胶系统增稠效果显著，且触变性差，影响硅橡胶的施工功能。因而，有必要依据RTV硅橡胶的特色和要求，对纳米碳酸钙进行表面改性，可解决普通纳米碳酸钙引起的系统易流动、挤出性差、强度低一级缺点。 纳米碳酸钙的改性技能 纳米碳酸钙的改性首要选用湿法改性，详细是在纳米碳酸钙浆液中参加涣散剂和表面活性剂，经过工艺操控纳米碳酸钙粒径以及表面活化率，最终经过脱水、枯燥、损坏和分级后即得改性的纳米碳酸钙。 现在，运用最多，效果最好的表面活性剂首要是脂肪酸类的有机化合物。这类化合物分子的一端为羧基、醚基等极性基团，能够与碳酸钙粒子表面发作物理化学吸附或化学反响，构成安定的桥联结构;其分子的另一端为长链烷基，结构与聚合物分子类似，因而与有机高聚物有杰出的相容性。纳米碳酸钙经表面改性后，可大起伏增强纳米碳酸钙粒子和有机高聚物的界面结合力，并且有效地下降纳米碳酸钙的吸油值，下降纳米碳酸钙/有机高聚物系统粘度，改善涣散性和进步添加量。 纳米碳酸钙对RTV硅橡胶流变功能影响 在实践运用中，不只要求RTV硅橡胶粘结强度高，弹性好，并且需求施工功能好，能满意精密表面或凹槽、歪斜或垂直面施工要求，故胶黏剂应不流动，即具有触变性。流体触变性是指流体在外力效果下，微观上网状结构随剪切时刻发作改动，微观上表现出剪切变稀的现象。现在，各种触变性的机理还缺少一致的解说，国内外学者对其仍处于研讨阶段，但纳米碳酸钙能进步RTV硅橡胶的触变性是不争的现实。 清选用复合改性剂对纳米碳酸钙进行湿法改性，成果表明，选用复合改性剂比选用硬脂酸改性剂所得到的纳米碳酸粒径更小，散布更均一。而用复合改性剂改性的纳米碳酸钙制备的硅橡胶稠度为8.6，低于用硬脂酸钠改性的纳米碳酸钙制备的硅橡胶的稠度，稠度目标能够开始地反响硅橡胶的触变功能，稠度低，挤出性又杰出的硅橡胶阐明其触变功能越好。 陈利堂选用不同含量的脂肪酸复合处理的纳米碳酸钙填充于硅酮密封胶，纳米碳酸钙含量一定下，跟着纳米碳酸钙表面处理剂的添加，制品胶挤出性显着变好。从试验成果看出，表面处理剂的用量在3 %~4 %时，纳米碳酸钙的功能较好。 刘亚雄经过研讨不同粒径，不同改性剂处理的纳米碳酸钙填充硅橡胶，成果表明：纳米碳酸钙的比表面越大，其均匀粒径越小，粒子之间的彼此效果越大，反映胶料粘度增大，触变指数不断增大，挤出量变小。经过有机处理的碳酸钙表面的碳氢链可与邻近的碳氢链、硅氧烷链彼此效果，构成安稳空间网状结构。在施加剪切力的效果下，这种网状结构损坏，表现出粘度下降，简单挤出，呈现正触变性。当剪切力中止时，这种网状的空间结构又经过范得华力和碳氢链的从头缠结而构成，表现出杰出的抗流挂性。归纳硅橡胶的流变特性，选用月桂酸和硬脂酸复配，操控纳米碳酸钙的比表面是22~30 m2/g 时较好。 纳米碳酸钙对 RTV 硅橡胶力学功能影响 未补强的RTV硅橡胶强度低，伸长率差，无法满意许多运用场合对材料力学功能的需求。纳米碳酸钙在RTV硅橡胶中的增强机理与纳米粒子在聚合物中的增强机理类似，未补强的RTV硅橡胶的拉伸强度约0.35MPa，经过用纳米碳酸钙补强后，RTV硅橡胶的强度可达1~2MPa，经过纳米碳酸钙填充对RTV硅橡胶补强，硅橡胶中存在着聚硅氧烷分子之间、填料之间以及聚硅氧烷分子与填料之间的多种化学和物理彼此效果，使得硅橡胶功能有较大的进步。 彭娅依据所获的试验成果得知，纳米碳酸钙首要与室温硫化硅橡胶的彼此效果以物理吸附为主，差异于气相二氧化硅和硅橡胶分钟构成氢键为主的化学效果。并提出了纳米碳酸钙补强机理——纳米粒子的物理吸附效应：当填充纳米粒子到达满意量时，使得填充胶料的粘度大大添加，在剪切效果下有利于纳米粒子聚会体的彼此效果点增多，交联密度增大，然后进步了室温硫化硅橡胶的力学功能，表现了纳米碳酸钙的补强特性。 刘飞等人用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度散布仪分析了纳米活性碳酸钙的相组成及粒子结构、描摹、粒径散布;研讨了几种一次粒径附近、不同二次粒径的纳米活性碳酸钙对脱酮肟型单组分室温硫化有机硅密封胶力学功能的影响。成果表明，一次粒径小的碳酸钙，经表面处理后的二次粒径不一定小，二次粒径比一次粒径对RTV有机硅密封胶的力学功能影响更大;跟着二次粒径的减小(而非一次粒径的减小)，RTV有机硅密封胶的拉伸强度、开裂伸长率和硬度都呈添加趋势。 吕国章将硬脂酸彻底皂化然后参加椰子油拌和均匀，所得的混合液作为纳米碳酸钙的改性剂，纳米CaCO3粒径为60~80nm，产品运用于硅酮密封胶补强，其强度可达1.40~1.55 Mpa，具有优异的外观性和补强性。 罗穗莲等人选用克己的超细碳酸钙悬浊液，在碳酸钙表面包覆二氧化硅，然后运用有机硅烷偶联剂对CaCO3/SiO2复合粒子进行表面疏水处理，然后将偶联剂改性后的碳酸钙复合粒子运用于单组分室温硫化硅橡胶中，成果表明，改性后的碳酸钙复合粒子在像胶中较均匀涣散，碳酸钙复合粒子填充的RTV硅橡胶拉伸强度是填充脂肪酸处理的碳酸钙2倍多，碳酸钙复合粒子具有较好的补强用。 总结  纳米碳酸钙产品在RTV硅橡胶的运用现已十分广泛和成熟，跟着硅橡胶职业产品的更新换代，对纳米碳酸钙产品也提出了越来越高的要求。一个好的纳米碳酸钙产品，除了有必要质量安稳，各项目标动摇小，还需求在功能上，具有高补强，易涣散，低增稠，高触变等特色。现在，国内RTV硅橡胶用纳米碳酸钙在许多功能和目标上都根本满意RTV硅橡胶在绝大多数运用场合的需求，但种类较单一，无法满意特殊要求场合的需求，如超高补强、高流动性的RTV硅橡胶。因而，应结合RTV硅橡胶的运用特性及运用要求，改善纳米碳酸钙出产及改性技能，开宣布习惯特殊要求的RTV硅橡胶专用纳米碳酸钙，满意商场的需求。

导读ID:bjyyxtech纳米碳酸钙是上世纪80时代发展起来的一种新式功能性材料，其粒径介于1～100 nm，因为其粒子晶体结构和表面电子结构发作很大的改动，产生了普通碳酸钙所不具备的体积效应、表面效应、量子尺度效应和微观量子地道效应。 纳米技能是20 世纪80 时代末延生并兴起的高科技，它的根本寓意是指在纳米尺度范围内研讨物质的组成，通过直接操作和组织原子、分子而创造新物质。已被许多国家列为世界性、先导性高技能，运用它来进步塑料、橡胶、造纸等传统产业，可带来巨大的经济和社会价值。纳米技能在我国尚处于起步阶段，可以产业化的只要为数不多的几个种类，纳米碳酸钙是其间最有代表性的种类之一。纳米碳酸钙是上世纪80时代发展起来的一种新式功能性材料，其粒径介于1～100 nm，因为其粒子晶体结构和表面电子结构发作很大的改动，产生了普通碳酸钙所不具备的体积效应、表面效应、量子尺度效应和微观量子地道效应。与普通产品比较，纳米碳酸钙在补强性、透明性、涣散性、触变性等方面都显示出显着的优势，与其他材料微观之间的结合，状况也会发作改动，然后引起微观功能的改动，是现在可以到达工业化出产和广泛运用的纳米填充材料之一，广泛运用于橡胶、塑料、造纸、油墨、胶粘剂、造纸等工业范畴，市场前景非常宽广。1 纳米碳酸钙的制备工艺 纳米粉体材料的制备有固相法、液相法和气相法，纳米碳酸钙首要选用液相法组成。液相法是现在试验室和工业上最为广泛选用的组成纳米粉体的办法，它是使溶液通过加水分化或粒子反响生成沉积物，依据组成机理的不同又可分为三种反响体系，实践出产中大多选用Ca2+-H2O-CO32-反响体系，其反响液相中存在着Ca(OH)2固体颗粒，反响较杂乱，因而对该反响体系的机理研讨较少。Juvekar和Sharma研讨了Ca(OH)2悬浊液吸收CO2的碳化反响进程，成果标明，反响首要在气液膜中进行。诸葛兰剑曾通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRS)检测研讨了CaCO3结晶进程。Yamada H等运用pH计和电导率仪盯梢反响进程，研讨了质量分数为0.5 %～3.5 %Ca(OH)2悬浊液 在15 ℃时的结晶进程。工业出产运用的Ca(OH)2悬浊液质量分数一般较高，但国外研讨的大多是低浓度(≤4 %)Ca(OH)2悬浮液，不适用于工业化运用。与普通轻质碳酸钙比较，纳米碳酸钙的制备工艺进程差不多，关键是怎么操控产品的晶型和获得较窄且均匀的粒度散布。纳米碳酸钙传统制备办法首要有间歇式碳化法、喷雾碳化法、超重力反响结晶法等，此外还有许多没有大规模工业化的办法，如微乳液法、膜涣散微结构反响器法、超声空化法等，成为国内外研讨的热门。1.1 复分化法 该法通过选用水溶性钙盐(如氯化钙等)与水溶性碳酸盐(如碳酸铵或碳酸钠等)，在恰当的工艺条件下进行反响，通过液-固相反响进程制得纳米级碳酸钙产品。Yue[研讨了在PS-b-PAA溶液中组成球形碳酸钙粒子，并联用热重法和红外光谱法分析了产品的热力学特征，并指出了最佳工艺条件。Lysikov等研讨用乙醇(95 w%)做溶剂，用NH4HCO3和Ca(NO3)2反响制得了粒径为7～10 μm的立方体和球形粒子。国内许多院校学者在这方面也做了许多研讨工作，获得了必定发展。此法所得产品纯度高、白度好，但因为吸附在碳酸钙中的很多氯离子很难除尽，出产中运用的倾析法往往需求很多的时刻和耗费很多的洗刷用水，故现在国内外很少选用。1.2 间歇式碳化法 按CO2和Ca(OH)2触摸办法的不同，它又可分为间歇鼓泡式碳化法和间歇拌和式碳化法两种，国外研讨Ca(OH)2悬浮液吸收CO2的碳化反响进程，大多是低浓度Ca(OH)2悬浮液(≤4 %)，不适用于工业化运用。间歇鼓泡式碳化法是国内外较常用的出产办法，其工艺特点是：由塔底通入的CO2窑气，被涣散成气泡与精制石灰乳(5～8°Bé、25 ℃)进行碳化反响，通过改动操作条件、增加不同的晶型操控剂等操控产品的晶型和粒径。陈先勇等选用间歇鼓泡碳化法，参加少数复合增加剂PBTCA和CTAB，制得了散布均匀、涣散性好、均匀粒径为40 nm的球形纳米碳酸钙粒子。姜鲁华、张瑞社等选用鼓泡碳化法，以无机酸为增加剂，通过优化碳化条件，制备了粒径小(均匀20 nm)涣散比较均匀的针状和链状纳米碳酸钙。此法气-液触摸时刻长，易于操控晶型，但归于间歇出产。间歇式拌和碳化法与间歇鼓泡式碳化法最大的差异就是参加了拌和设备，首要特点是通过拌和打碎CO2气泡，进步气体涣散度，增大气液触摸面积来加速反响进程。向兰等选用鼓泡碳化法调查了两种布气办法及增加剂在碳化进程中的效果，探究制备粒径0.1 μm左右的超细球形碳酸钙的工艺条件；赵春霞等选用克己自吸式反响器，选用拌和碳化法，通过参加晶形操控剂，操控增加剂的用量和参加时刻等条件制成了片状纳米碳酸钙。1.3 接连喷雾碳化法 常温接连喷雾碳化法是河北科技大学胡庆福教授于20世纪80时代中期创造并推广运用的。一般选用三级串联碳化工艺，氢氧化钙悬浮液浓度为0.1 %～10 %(质量)、温度为1～30 ℃、必定液滴直径及必定的空塔速度，可制得小于0.1 μm的立方形碳酸钙。该办法出产纳米碳酸钙效率高，经济效益较好，并能完成自动化大规模出产，不足之处是设备出资较大。该法以液体作为涣散剂进行气液传质反响，大大增加了气液触摸面积，在反响初期易构成很多晶核。可在常温下出产纳米碳酸钙，打破了传统的“低温鼓泡式”碳化形式。该工艺的喷雾碳化与后续工序的喷雾干燥合称“双喷工艺”。河北科技大学化工规划研讨所选用该工艺制作出了塑料专用型和橡胶专用型活性纳米碳酸钙产品，功能优秀，并在湖南资江氮肥厂建立了年产3 kt的出产线，运转杰出。1.4 超重力反响结晶法 超重力技能(HIGEE技能)率先由Ramshaw和Fowler作为旋转填充床用于物质别离进程。1995年，北京化工大学教育部超重力工程研讨中心成功将超重力技能运用到纳米粉体制备中，提出了超重力反响结晶法(简称超重力法)组成纳米级碳酸钙新办法，获得重大突破。王玉红等研讨了以Ca(OH)2悬浊液和CO2气体在超重力反响器(旋转填充床反响器)中进行碳化反响制备立方形纳米碳酸钙，试验研讨了超重力加速度，Ca(OH)2初始浓度等操作条件对产品粒度及其散布的影响，制得粒径为15～40 nm、散布较窄的纳米CaCO3，碳化反响时刻较传统办法缩短约4～10倍，朱开通等通过试验断定了超重力反响法制备纳米碳酸钙粒子的最佳反响时刻，对工艺条件的挑选具有较大影响。该中心选用该技能成功制备出均匀粒径为17.5～21.5 nm的碳酸体，并把握了工艺扩大关键技能，成功完成工业化出产。2000年12月，广东广平化工实业有限公司建成了世界首条年产3 kt的超重力法纳米碳酸钙工业化出产线。别的还有内蒙古蒙西高新材料股份公司、山东隆重科技股份有限公司、安徽巢东纳米材料科技股份有限公司运用该技能建造的工业化出产设备也已顺畅投产。1.5 超声空化法 Gatumel等为了操控结晶的性质，研讨了超声波对沉积的影响，发现超声波能使硫酸沉积的均匀粒径大大减小，粒径散布更窄，他指出超声波能加大成核的速率并改动颗粒的形状。Virone研讨了超声空化现象对结晶成核的诱导效果，通过比照试验得出空化气泡的崩塌压与晶核构成速度有关。Castro研讨了超声波对结晶进程的影响，试验标明：超声波可以明显下降结晶进程的诱导期、过饱和度和亚安稳区的宽度。Mateescu等选用液-液反响体系，在低温条件下运用超声波，制得了纯度高、粒径散布均一的棒状纳米碳酸钙粒子。李根福等申请了超声空化法出产纳米碳酸钙的专利，通过出产进程中三次超声空化处理，得到粒径20～100 nm的产品，制备时刻比单一化学法缩短5～30倍，出产成本低，效率高。Sonawane研讨了声化学碳化法制备纳米碳酸钙晶体，得出了CO2的微观高效混合新办法。韩峰等研讨标明：经超声波照耀制备的碳酸钙，其粒径减少了50 %～80 %，最小可到达20 nm，而且粒径更均匀，晶形更规矩，涣散性更好；而且产品粒径随石灰乳液浓度下降而减小。赵春霞等对超声空化法制备纳米级碳酸钙中运用及组成进程的影响研讨，也获得满足成果。该工艺选用的超声波仪市场上有售，简略易得，无须规划，处理了单一的化学法存在的相间的传质速度较慢等缺点。与单一的化学法出产纳米碳酸钙比较，具有工艺立异，规划新颖，操作便利，产品功能安稳，制备时刻比单一的化学法缩短一倍，出产成本低，效率高，便于电脑自动操控，是大规模工业化出产纳米碳酸钙产品的抱负加工技能。

重质碳酸钙是由天然碳酸盐矿藏粉磨而成，在破碎与粉磨过程中暴露出不饱和质点，使其颗粒表面亲水疏油，很难在有机高分子基质中均匀涣散，而表面改性是前进重质碳酸钙运用功用、前进适用性、拓宽商场和用量所有必要的重要手法，其意图是： (1)下降重质碳酸钙的表面能，避免聚会; (2)前进重质碳酸钙在基体中的; (3)增强重质碳酸钙表面与基体的界面亲和性; (4)前进改性重质碳酸钙的专用性和功用性。 为了使改性重质碳酸钙的填充作用到达最佳，有必要要考虑其运用范畴、加工办法、共混目标，对不同的基体和运用范畴有针对性地挑选适宜的改性剂和改性办法。 01 重质碳酸钙表面化学改性 表面化学改性是运用改性剂分子中的官能团和重质碳酸体表面的活性点进行化学反响或化学吸附，使改性剂包覆在重质碳酸钙颗粒的表面，增强重质碳酸钙与填充有机基体的相容性和涣散性，然后改进复合材料的加工功用和物理力学功用 碳酸钙的表面改性办法首要是化学包覆，辅之以机械力化学;运用的表面改性剂包含硬脂酸(盐)、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂以及无规聚、聚乙烯蜡等。 (1)偶联剂改性 偶联剂是结构化合物，可分为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂等，其改性机理均是：重质碳酸钙表面的活性羟基与偶联剂分子一端的短烷氧基链发作替代反响，构成Z-O-Ca化学键，而偶联剂分子另一端的亲非极性的长烷基链与树脂等有机基体发作机械环绕或许某种化学反响，然后把极性较大的重质碳酸钙与非极性的有机高分子紧密结合在一起，即把两亲性的偶联剂作为一个中间前言，前进重质碳酸钙在树脂等有机基体中的相容性和涣散性。偶联剂改性碳酸钙原理 ①硅烷偶联剂 硅烷偶联剂是开发最早、运用最广的一类偶联剂，关于一般的硅烷偶联剂，因羟基数过少，和重质碳酸钙表面难发作乃至不发作偶联反响，只有当树脂与硅烷偶联剂有类似的基团才干起到改性作用。 对重质碳酸钙表面处理较为有用的硅烷偶联剂是一种多组分的硅烷偶联剂，但此类硅烷偶联剂报价昂贵，运用杂乱，给工业出产带来必定的费事，因而关于重质碳酸钙的改性很少运用硅烷偶联剂。 ②钛酸酯偶联剂 钛酸酯偶联剂首要分为单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯型、配位型和螯合型。其间单烷氧基型适宜于不含游离水、只含化学键合水或物理键合水的枯燥填充剂体系，而其他三类钛酸酯偶联剂对体系含水量无要求。 运用钛酸酯偶联剂改性的重质碳酸钙运用在橡胶职业中，可削减橡胶用量和防老剂用量，前进制品耐磨强度和抗老化功用。将单烷氧基钛酸酯偶联剂改性重质碳酸钙填充于涂猜中，可前进其在涂猜中的涣散性和加工流动性。 虽然钛酸酯偶联剂的改性作用优异，但自身易氧化而变色;分化温度较低;钛酸酯分子的亲有机端易发作醇解或水解;不利于人体健康和生态环境等，这些坏处极大约束了其运用范畴的进一步开展。 ③铝酸酯偶联剂 与钛酸酯偶联剂比较，铝酸酯偶联剂具有色浅、无毒、常温是固体、热安稳性高、运用方便等长处，一起铝酸酯偶联剂自身有必定的光滑增塑成效，所以对重质碳酸钙表面改性，铝酸酯偶联剂改性作用优于硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。 经铝酸酯偶联剂改性的重质碳酸钙常用来填充聚、聚氯乙烯、硬聚酯弹性体等体系，在前进填充量的一起，所得制品依然具有杰出的物理和运用功用，极大下降了本钱。 (2)复合偶联改性剂改性 复合偶联改性剂改性是以偶联剂为根底，与其他加工改性剂、表面处理剂、交联剂相结合，对重质碳酸钙的表面进行复合改性处理。对重质碳酸钙进行改性处理一起挑选两种或多种改性剂，发挥每种改性剂自身的优势，使重质碳酸钙的改性作用愈加优秀，更能满意各种功用化、专业化的需求。 扬州天力非金属材料有限公司、四川石棉巨丰粉体有限公司运用铝酸酯、钛酸酯偶联剂、硬脂酸改性重质碳酸钙，并将此重质碳酸钙复合填料用于制备PVC电缆料和阻燃母粒，功用优秀，而复合改性剂的运用将成为重质碳酸钙表面改性的开展趋势之一。 (3)聚合物包覆改性 聚合物包覆改性包含反响性纤维素表面处理和接枝聚合物表面处理两类。 反响性纤维素表面处理是将反响性纤维结合在重质碳酸钙的表面，构成表面改性层，到达表面改性的意图。 广福建材精化有限公司运用聚乙二醇湿法改性重质碳酸钙，并广泛运用于乳胶体系，使涂料体系的疏水性和施工功用前进，一起潮湿涣散剂和消泡剂的用量削减。 接枝聚合包覆法是运用重质碳酸钙表面的活性点进行聚合包覆反响，聚合后的有机高分子基体包覆在重质碳酸钙粒子的表面上，阻挠重质碳酸钙的聚会，前进涣散安稳性。接枝聚合处理的重质碳酸钙表面与有机高分子材料表面的类似性前进，下降了重质碳酸钙粒子表面的极性。 运用重质碳酸钙表面羟基进行接枝聚合改性制得改性重质碳酸钙，应根据主体树脂的性质来挑选聚合的单体和预处理办法，使主体树脂与载体树脂的结构类似或相同，添加改性重质碳酸钙与主体树脂间的相容性。碳酸钙表面羟基接枝聚合改性法原理 广西贺州市科隆粉体有限公司在重质碳酸钙表面引发聚合包覆聚-酰胺-甲基酸正丁酯，制得改性重质碳酸体，可用于填充聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚氯乙烯等树脂，不只本钱低，而且涣散性好。 (4)硬脂酸(盐)改性磷酸醋类、硬脂酸与碳酸钙反响示意图 硬脂酸(盐)、磷酸酯类与重质碳酸末表面的活性Ca2+反响生成硬脂酸钙或磷酸钙堆积或包覆于重质碳酸钙粒子的表面，使碳酸末的表面功用得到改动。 硬脂酸(盐)、磷酸酯类有机物改性剂的一端是长链烷基，使改性重质碳酸钙颗粒表面呈一种皮草状的二维曲面结构，到达单层包覆量后，过剩的改性剂的非极性段与改性碳酸钙表面的非极性段持续环绕，构成双层包覆，碳酸钙表面再次变为亲水性，极性增大，影响改性作用。含长链烷基端有机物包覆碳酸钙结构 虽然此种改性办法存在一些缺乏，但其改性重质碳酸钙在聚氯乙烯、涂料、油墨、电缆材料等范畴运用广泛。 东南新材料股份有限公司运用硬脂酸湿法研磨所制得改性重质碳酸钙，在有机树脂中的涣散性和相容性杰出，而且制品的功用前进许多。安徽雪城超细碳酸钙有限公司选用二甲基硅油、海藻酸、月桂酸钙等质料对超细重质碳酸钙进行改性处理，此改性碳酸钙填料能够有用地前进涂料的附着力、柔耐性及冲击强度等目标，运用远景宽广。 由于比较其他改性剂，硬脂酸(盐)的报价便宜，来历丰厚，而且经过此改性剂处理后的碳酸钙的黏度很小、吸油值很低、pH值较适中，既可独自运用，又可与其他改性剂合作运用，取得更好的改性作用。 02 重质碳酸钙机械力化学改性 机械力化学改性是运用破坏、冲突等机械手法，使重质碳酸体的晶格发作位移、晶型发作变化，与此一起体系温度升高，内能增大，大颗粒的碳酸钙粒子不断分化成较小乃至微米级、纳米级的重质碳酸钙颗粒，增强重质碳酸钙颗粒表面的化学活性，易与改性剂发作化学结合或附着，使重质碳酸钙颗粒的内能下降，处于较安稳的状况，到达表面改性的意图。 在重质碳酸钙的工业出产中，研磨破坏和表面改性一般是分隔进行，若在重质碳酸钙破坏的过程中一起参加改性剂对其表面进行改性，不只能运用破坏的物理机械力来增强表面改性作用，还可避免重质碳酸钙颗粒过细而导致的聚会现象发作。 此外，改性剂自身是一种优秀的光滑剂和涣散剂，参加后会使颗粒间的冲突减小，有助磨的成效，对设备也起到了必定的维护作用，使运用机械力化学改性重质碳酸钙的工艺流程简略化，改性作用和功率优秀化。 东南新材料股份有限公司选用一种重质碳酸钙研磨改性一体化出产的出产体系及出产办法，前进了超细改性重质碳酸钙产品的质量，下降了超细改性重质碳酸钙产品的出产本钱。 03 重质碳酸钙表面堆积改性 表面堆积改性是选用适宜的办法将改性剂沉积在重质碳酸钙的表面，是无机矿藏颜料表面改性最常用的办法之一，适宜工业化出产，工艺流程简略，经过操控反响条件，能够取得适宜的粒径和纯度。 广东拉芳个人护理用品有限公司运用SLG型(涡流式)粉体表面改性机，对牙膏用磨擦剂碳酸钙进行表面改性，制得二氧化硅包覆微米级球形碳酸钙颗粒，在磨损值相同的情况下，将改性碳酸钙添加于牙膏中，与氟化物的相容性得到了明显的前进。 04 高能表面改性 高能表面改性是指选用强度较高、能量较会集的辐照、等离子体、超声波等办法，对重质碳酸钙表面进行改性处理的一种办法。作用时发生的强冲击波和涣散力能够极大地削弱颗粒间的相互作用，能够有用地避免颗粒间的聚会，有利于重质碳酸钙的涣散，可是此技能的改性作用不稳，本钱较高，操作较杂乱，因而在实践出产中还很难得到广泛的运用。 05 重质碳酸钙开展趋势 表面改性对前进重质碳酸钙的运用价值和功用有着至关重要的作用 ， 是重质碳酸钙的首要加工技能之一，其首要开展趋势是： (1)优化表面改性作用 为了前进出产功率、下降改性本钱，在加工出产中，应根据表面改性机理、基料的性质、加工工艺的技能等要求，有针对性的选取表面改性剂、助改性剂和改性设备。 (2)改性重质碳酸钙尺度纳米化 纳米化的碳酸钙会表现出与普通碳酸钙不同或失常的理化性质，在灭菌消毒、透明性、增耐性和补强性等方面起到特殊作用。 (3)绿色环保化 现在人们总是在倡议走可持续开展之路，因而出产环境友好的改性重质碳酸钙填充料显得非常重要。 (4)专用化、功用化  为了满意科技的前进对材料提出的更高的要求，碳酸钙的改性会向专用型、功用型及高附加值型转化。

纳米碳酸钙是一种功用性无机填料，广泛使用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、胶粘剂、密封胶等范畴。 (点击图片检查：1分钟了解碳酸钙产业链)据美国商场研讨公司GrandViewResearch发布《纳米碳酸钙商场分析及2016-2024年远景猜测陈述》显现：到2024年，全球纳米碳酸钙需求量将超越4000万吨，其间塑料将成为增加最快的使用范畴。 纳米碳酸钙直接用于高分子基质中存在2个缺陷： 分子间力、静电效果、氢键、氧桥等会引起碳酸体的聚会; 纳米碳酸钙表面具有亲水性较强且呈强碱性的羟基，会使其与聚合物的亲和性变差，易构成聚会体，构成在高聚物中涣散不均匀，导致2种材料间界面缺陷，无法体现出纳米碳酸钙的纳米效应。 纳米碳酸钙的表面改性可分为表面物理效果(包含表面包覆和表面吸附)和表面化学效果(包含表面替代、聚合和接枝等)，其表面改性办法又可分为干法表面改性工艺和湿法表面改性工艺。 「1」 纳米碳酸钙干法表面改性 纳米碳酸钙常用的表面改性剂为偶联剂，其效果机理是：运用偶联剂一端的基团与碳酸钙的表面反响，构成强有力的化学键合，而偶联剂的另一端可与有机高分子发作某种化学反响或机械环绕，然后把碳酸钙和有机高分子这2种性质差异极大的材料严密结合起来。 凭借偶联剂在纳米碳酸钙表面与有机高分子材料之间构成分子桥，然后使它们的相容性得到极大改进;此外运用偶联剂还可增大填料的用量，改进系统的流变功用。 干法表面改性的特色： 工艺简略; 配方可灵敏把握; 将碳酸钙表面处理与下流工序串联起来，出产效率高。 干法表面改性的注意事项： 要有快速的拌和，以使偶联剂快速包覆于每一粒碳酸钙颗粒; 改性温度要适合，以利于包覆反响的进行; 羟基的来历问题，假如碳酸钙中水分含量较高，则偶联剂将先与水反响，而不是与碳酸钙表面的羟基反响，这就无法到达表面改性的意图。 因而，有必要保证快速散布、适合温度和不含水分这3个基本条件，才干发挥出偶联剂的效果。 (1)钛酸酯 钛酸酯偶联剂首要有单烷氧型、螯合型和配位型。 单烷氧型含有多功用基团，适应于碳酸钙干法改性工艺; 螯合型含有乙二醇螯合基，适用于碳酸钙湿法改性工艺; 配位型耐水性好，一般不溶于水，也不与酯类发作交流反响，适用于碳酸钙的干法改性工艺。 为了进步钛酸酯偶联剂与碳酸钙效果的均匀性，一般需选用慵懒溶剂(如液体白腊、、变压器油、无水乙醇等)进行溶解和稀释。 钛酸酯多为液态，和慵懒溶剂混合后以喷雾方式参加高速混合机中，能够更好地与碳酸钙颗粒进行涣散混合、表面化学包覆。 (2)铝酸酯 铝酸酯分子中易水解的烷氧基与碳酸钙表面的自在质子发作化学反响，不可逆地构成化学键，另一端基团与高聚物分子链发作环绕或交联。 铝酸酯已广泛使用于碳酸钙的表面处理和填充塑料制品及填充母粒等制品的加工中，如聚氯乙烯(PVC)、聚(PP)和聚乙烯(PE)等。 经二核铝酸酯处理后的轻质碳酸钙可使CaCO3/液体白腊混合系统的黏度显着下降，改性后的碳酸钙在有机介质中表现出杰出的涣散性及杰出的冲击强度、耐性等力学功用，可显着改进产品的加工功用和物理机械功用，并弥补了碳酸钙粒子表面的晶格缺陷，表面极性削弱，并更多地以原生粒子或低聚会粒子状况存在。 铝酸酯的特色：常温下为白色蜡状固体，熔融和散布进程需求必定的时刻。其热分化温度达300℃，具有反响活性大、色浅、无毒、味淡、热分化温度较高、报价低廉、适用范围广等长处，对PVC有杰出的协同热安稳性和光滑性，运用时无需稀释，而且包装、运送便利，因而得到广泛使用。 各个供应商出产的铝酸酯产品中有用的化学成分不尽相同，这是因为其非极性的长链烷烃来自于不同的有机酸(如油酸、硬脂酸、白腊等)，导致所出产的铝酸酯的相对分子质量巨细不同，报价和功用也有差异。 因而，购买铝酸酯要依据其运用效果挑选，而不能一味寻求低报价。其他偶联剂也有相似的状况。 别的，值得注意的是铝酸酯易水解，现在只局限于干法表面改性。 (3)磷酸酯类 磷酸酯对碳酸体进行表面处理，其效果机理是磷酸酯和碳酸体表面的Ca2+反响构成磷酸钙盐堆积或包覆在碳酸钙粒子表面，然后改变了碳酸体的表面功用。 磷酸酯作为碳酸体的表面改性剂，不只能够使复合材料的加工功用、机械功用显着进步，对耐酸性和阻燃性的改进也有较好的效果，除了用作硬质聚氯乙烯的功用填料外，还广泛用作胶黏剂、油墨、涂料等的填料和颜料。 (4)酯 酯偶联剂为白色粉状或固体，除了具有优异的偶联功用外，还具有杰出的抗水解安稳性和热安稳性，增加了稀土元素的酯还具有无毒、抑菌、透明性和耐候性好等特色，在塑胶加工进程中具有光滑、促进树脂塑化、增加耐性等效果。 因而，酯不只适用于纳米碳酸钙的干法改性，也适用于纳米碳酸钙的湿法改性处理。 因为纳米碳酸钙有较大的比表面积(60-80m2)，表面有较强的静电，处于热力学亚安稳状况，脱水、枯燥进程中易聚会成较大的二次粒子，很难对一次粒径的碳酸钙颗粒进行均匀的表面包覆，因而干法活化工艺现在适用于填料级的碳酸钙改性处理，用于功用性纳米碳酸钙改性处理还有待进一步改进。 「2」 纳米碳酸钙湿法表面改性 湿法改性是在碳化增浓后的熟浆溶液中对碳酸钙进行表面改性处理，这有必要在纳米碳酸钙出产厂商中才干完结。 运用碳酸钙在液相中比在气相中更易涣散、且参加涣散剂后涣散效果更好的特色，使碳酸钙颗粒与表面改性剂分子的效果更均匀。 碳酸钙颗粒经湿法改性处理后，其表面能下降，即便经压滤、枯燥后构成二次粒子，也仅构成结合力较弱的软聚会，有用地避免了干法改性中因化学键氧桥的生成而导致的硬聚会现象。 湿法改性工艺比干法改性工艺愈加杂乱，表面改性剂的用量也稍多，但在质量方面却具有显着的优势。 (1)硬脂酸(盐) 脂肪酸(盐)的效果机理是运用碳酸钙表面散布着很多亲水性的羟基，出现较强碱性的特色，其RCOO-与碳酸钙浆液中的Ca2+、CaHCO3+等组分反响生成脂肪酸钙沉淀物，包覆在碳酸钙粒子表面，脂肪酸钙中的烃基使碳酸钙的表面性质由亲水变成亲油。 用脂肪酸(盐)改性的碳酸钙首要使用于填充PVC塑料、电缆材料、胶黏剂、油墨、涂料等。 硬脂酸(盐)是碳酸钙最常用、也是非常廉价的表面改性剂，除了广泛使用于PVC塑料填料之外，还常用作外光滑剂(涣散剂)。 硬脂酸(盐)用量较大，因无化学反响，仅起包覆效果，全体效果不是很抱负。 (2)磷酸盐和缩合磷酸 磷酸盐等脂肪酸(酯)用于碳酸钙的表面改性，其效果机理是运用特殊结构的酯对碳酸钙进行表面改性后，碳酸钙粒子表面疏水亲油，在油中的均匀聚会粒径减小，将改性的碳酸钙填充于PVC塑料系统可显着改进塑料的加工功用和力学功用。 据报道，混合运用硬脂酸和十二烷基磺酸钠对轻质碳酸钙进行表面处理，能够进步表面改性的效果。 选用缩合磷酸(偏磷酸或焦磷酸)对碳酸体进行表面改性，可战胜碳酸体耐酸性差、表面pH高级缺陷。改性后广品的pH为5.0-8.0(改性前pH为9.0-10.5)，难溶于醋酸等弱酸中，耐酸性较好。 别的，在碳酸钙碳化进程中参加硫酸锌和水玻璃进行表面改性，所得产品使用于丁橡胶时，可改进其开裂伸长率和撕裂强度。 (3)季胺盐类 季胺盐类是一种阳离子表面活性剂，其效果机理是带正电的一端经过静电吸附在碳酸钙表面，另一端能够和高聚物交联，完成对碳酸钙的表面改性。 运用新式阳离子表面活性剂十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(CDAAC)对碳酸钙进行有机化改性，改性产品用作橡胶填充剂获得了杰出效果。 表面活性剂相对偶联剂报价低廉、出产量大、种类多、便利易得，且能够经过分子规划组成或挑选有特定功用的表面活性剂，以满意不同功用要求的改性粉体产品。 近年来，表面活性剂在碳酸钙表面改性方面的使用备受重视。已开发的碳酸钙改性剂产品首要包含阴离子、阳离子或离子表面活性剂。 「3」 纳米碳酸钙表面改性新技能 (1)母料填料技能 母料填料是一种新式塑料填料，按必定份额将碳酸钙和树脂母料混合，并增加一些表面活性剂，经高剪切混合挤出，切粒制成母粒填料。 该类母料填料具有较好的涣散性，与树脂结合力强、熔融均匀、增加量大、机械磨损小、使用便利，可广泛使用于打包带、编织袋、聚乙烯中空制品(管材、容器等)、薄膜、聚烯烃注射器等。 依据基体树脂的不同，常用母料填料首要有无规则聚碳酸钙母粒(APP母料)、聚乙烯蜡碳酸钙母粒和树脂碳酸钙母粒填料等。 (2)复合偶联剂 复合偶联剂不同于复合型表面改性剂，复合偶联剂是一种偶联剂分子中含有2种或2种以上金属元素的新式偶联剂，首要有铝锆酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂等。 复合型表面改性剂是由2种或2种以上的单一活性剂组合而成的复合配方，如钛酸酯-硬脂酸钠、油酸-椰子油复合、椰子油-硬脂酸钠等复合型表面改性剂。 铝锆酸酯偶联剂是美国Cavedon化学公司于20世纪80年代中期开发的新式偶联剂，用其改性的碳酸钙适用于各类聚合物的填充，能够显着改进填料的涣散性和加工功用以及进步抗冲击功用。 山西省化工研讨所开发的铝钛复合偶联剂(OL-AT)兼具钛酸酯类和铝酸酯类偶联剂的特色。铝钛复合偶联剂分子中有双中心原子，且一起带有低碳链的烷氧基和长碳链的烷酰氧基，增加了与无机物和有机物相互效果的效果点。因为双金属中心原子之间存在必定的亲合效果，两者复合偶联系统在填料表面构成的单分子吸附层较单金属中心原子偶联剂更为密布，显现出杰出的协同效果。 (3)反响性单体、活性大分子及聚合物改性技能 反响性单体是带有不饱和键的小分子羧酸，运用其极性与纳米碳酸钙的效果能够涣散纳米碳酸钙;运用其反响性(不饱和键)可与聚烯烃发作接枝，构成接枝物，强化纳米碳酸钙与聚合物间的界面效果。 反响性单体对纳米碳酸钙表面润饰时可构成羧酸盐，而不饱和键可为进一步接枝包覆提供条件。 活性大分子(带有可与碳酸钙表面发作效果基团的大分子)作为纳米碳酸钙表面润饰剂时，可进步纳米粒子表面有机物包膜的厚度，进一步改进其与聚合物基体间的亲和性，更有利于纳米碳酸钙在聚合物基体中的涣散。 若表面润饰剂上带有不饱和键或其他活性基团，聚合物能够接枝或反响在纳米碳酸钙表面。选用聚合物对碳酸钙进行表面改性，能够改进碳酸钙在有机相中的安稳性。 这些聚合物包含低聚物、高聚物和水溶性高分子，如聚甲基酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚马来酸、聚酸、烷氧基乙烯-乙烯磺酸的共聚物、聚、聚乙烯等。 聚合物表面包覆改性碳酸钙的工艺可分为： 先将聚合物单体吸附在碳酸钙表面，然后引发其聚合，然后在其表面构成聚合物包覆层; 将聚合物在恰当溶剂中溶解，然后对碳酸钙进行表面改性，当聚合物逐步吸附在碳酸钙颗粒表面上时扫除溶剂构成包膜; 这些聚合物定向吸附在碳酸钙颗粒表面，构成物理、化学吸附层，可阻挠碳酸钙粒子聚会，改进涣散性，使碳酸钙在使用中具有较好的涣散安稳性。 (4)等离子体表面改性碳酸钙 等离子体是一种电离气体，这些电子、离子、电性粒子的独立集合体是物质的第4状况，具有与化学键适当的能量。 等离子化学反响首要是经过电子磕碰分子，使之激起、离解、电离，并在非热平衡状况下进行反响，低温等离子技能已较广泛使用于固体表面改性。 等离子体表面改性碳酸钙的原理是选用频感应耦合放电等离子系统，用慵懒气体和高纯反响性气体作为等离子处理气体，构成气相自在基并吸附在固体表面，然后和气相中的单体或衍生单体聚合，在粉体表面构成大相对分子质量聚合物薄膜。 如经过Ar-C3H4等离子系统处理碳酸钙用于复合材料中，材料的抗冲击强度和曲折强度都有显着进步。 辐照处理就是运用紫外、红外电晕放电等办法对无机粉体表面改性。 经过高能辐照，使粉体表面发生活性点，再参加单体烯烃或聚烯烃进行改性反响，并构成有机包膜。如用乙烯基单体经辐照处理的碳酸钙与高密度聚乙烯(HDPE)复合，材料具有较低的熔体黏度和较好的温敏性。 (5)超涣散剂表面改性碳酸钙 超涣散剂不同于传统的表面活性剂，首要由溶剂段和锚固段组成。 其锚固段一般为极性基团，如-R、-NR3+、-COOH、-COO-、-SO3-、-PO4-等多元胺、多元酸、磺酸盐，经过离子对、氢键、范德华力等效果以单点锚固或多点锚固的方式严密结合于颗粒表面。 超涣散剂的溶剂段，常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃、聚酸酯等，其极性各异，别离适用于不同极性的聚合物改性，在极性匹配的涣散介质中，溶剂段与涣散介质具有杰出的相溶性，则是被涣散介质溶剂化的聚合物链，经过空间位阻效应对颗粒涣散起安稳性效果。 理论上讲，经过调整两段物质相对分子质量巨细和官能团，能够获得简直满意一切要求的表面处理剂，而且因为超涣散剂相对分子质量较大(一般在1000-10000)，其热安稳性也非常优秀。 「4」 未来纳米碳酸钙表面改性的要点方向 (1)干法改性方面要特别重视改性碳酸体在使用进程中的涣散性问题，并挑选价廉物美的偶联剂，尽力下降改性本钱; (2)湿法改性应作为纳米碳酸钙改性工艺的主攻方向，在保证改性质量的前提下，选用常温湿法改性来下降能耗和本钱。 (3)持续展开表面改性剂及助剂的开发与制备、表面改性剂的效果机理、改性碳酸钙增韧补强复合填充系统的机制等方面的研讨。

导读纳米碳酸钙因为具有较大的比表面积和很高的表面能， 在有机基体中极易发作聚会， 且其表面有许多羟基和表面亲水疏油， 与非极性或弱极性物质的亲和性较差， 致使有机基体和无机填料之间的相容性较差， 纳米材料的优势得不到应有的发挥。一般来说， 纳米材料的表面改性或许复合能够从3 个方面衍生基底材料特性： 1） 相容性， 不管何种改性， 有必要有利于改进材料的物理、化学或许生物运用方面的相容性： 如表面的亲水亲油性或疏水疏油性， 生物相容性等； 2） 调控材料表界面的物理化学特性， 如改进表面的吸附、键合偶联、催化等方面的特征； 调理材料在光、电、磁、热等方面的特性等； 3） 改进或附加延伸材料的运用特性，如机械强度、延展性、阻隔性等特性。近年来， 国内一些学者如盖国胜等针对纳米碳酸钙等粉体改性提出了新的观念， 粉体改性本质是在微观上构成复合材料内部的应力会集与损坏的棱角钝化。对纳米碳酸钙进行改性， 表面尖利棱角被包覆的纳米颗粒层钝化， 平坦润滑的解理面也因纳米颗粒层的堆积而变得粗糙。其表面既具有纳米颗粒的优异特性， 又改变了微米级矿藏颗粒的表面特征。经过对纳米碳酸体改性一则能够下降成本， 二则能够改进其原有功能， 如进步刚度、拉伸强度、导热性等。图1 给出了不同改性剂改性纳米碳酸钙的原理结构示意图。图1不同改性剂改性纳米碳酸钙结构图纳米碳酸钙的改性途径一般首要选用接枝、偶联反响， 即在纳米碳酸钙表面接上必定的有机基团（如羧基等）， 偶联剂、表面活性剂等， 可改进碳酸钙的亲水亲油性， 或许在其表面包覆必定的细密层或膜层（如聚合物， 无机物， 氧化物等）， 改性后的纳米碳酸钙往往均匀粒径变小， 散布变窄， 有利于促进聚会粒子的涣散和细化， 下降其表面能， 接触角增大， 使其表面具有亲油性， 可进步其在油性介质中的涣散性。改进其与有机基料之间的潮湿性和结合力， 最大极限地进步材料的功能和填充量。常用于碳酸钙表面处理的改性剂首要有无机物、表面活性剂、偶联剂、聚合物等。图2 罗列出了比较典型的不同改性剂对纳米碳酸钙改性后的SEM 图。图2 不同的纳米碳酸钙改性后的SEM 图1无机物改性纳米碳酸钙呈弱碱性， 耐酸性较差， 必定程度上约束了其运用范围， 选用无机物对纳米碳酸钙进行表面改性， 可将其表面包覆构成完好而细密的包覆层， 强度较大， 因为表面包覆层的空间位阻效果和朝向外侧基团的憎水效果使得氢离子无法接触到内层的碳酸钙粒子。一方面能够改进纳米碳酸钙的涣散性， 且活化度进步， 简直可接近100%， 另一方面能够明显进步其耐酸性， 扩展运用范围。常运用的这类无机物有无机盐、铝酸、铝酸盐、明矾、盐、酸碱、无机粒子等。Wu 等用铝盐（包含硫酸铝、硫酸按铝、轻基、聚合及其水合物或混合物） 处理碳酸钙， 改性后的碳酸钙具有较好的耐酸性， 可在中性或酸性造纸中用作填料。杨金鑫等以简略的机械法和表面化学修饰相结合， 成功地制备除了具有“草莓” 结构且疏水功能杰出的纳米碳酸钙／二氧化硅复合粒子， 粒径散布均匀， 聚会粒子削减， 有效地进步了其涣散功能。Kim 等用水合（H2SiF6） 改性碳酸钙， 因为碳酸钙呈弱碱性，改性后碳酸钙表面掩盖有无定形硅（Si） 和氟化钙（CaF2） 的混合物， 构成强度较大的细密膜层， 比较未改性前， 极大地增强了碳酸钙的抗酸性， 有望用于pH 值为6.0 左右的弱酸性阳极电泳漆。2表面活性剂表面活性剂包含脂肪酸、树脂酸及其盐类，阴 阳离子、非离子型表面活性剂及高分子表面活性剂等。其分子的一端为长链烷基， 结构与聚合物分子类似， 因此和聚合物烯烃等有机高聚物有必定的相容性。分子的另一端为羧基、醚基等极性基团， 能够与碳酸钙粒子表面发作物理化学吸附或化学反响， 掩盖于填料粒子表面， 构成一层亲油性结构， 与填料和树脂有杰出的相容性， 大幅度下降了聚合物粘度， 改进涣散性和进步添加量。现在运用较多的表面活性剂有脂肪酸（盐） 和磷酸酯（盐）。Jea 等用硬脂酸改性碳酸钙， 调查了其对聚复合物流变性的影响。结果表明： 硬脂酸可下降填料表面与树脂间的界面效果力。改性后的碳酸钙进步了聚的冲击韧性和拉伸强度。3偶联剂偶联剂分子中的一部分基团可与矿藏表面的各种官能团反响， 构成强有力的化学键， 另一部分基团可与有机高分子材料发作化学反响或物理环绕，借助于这一偶联剂的单分子层的“架桥” 效果， 从而将矿藏与有机体两种差异很大的材料牢固地结合起来。现在用于纳米碳酸钙的偶联剂首要有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂及铝酸酯偶联剂。Domka等选用四异十八烷酰钛酸酯改性碳酸钙， 改性后的碳酸钙可使丁二烯-乙烯橡胶的拉伸强度添加近100%。进步了复合材料的归纳功能。刘立华等用铝酸酷偶联剂湿法改性纳米碳酸钙， 改性后其比表面积增大， 亲油性和在有机相中的涣散性明显进步， 添加于有机硅密封胶中可增强其流变功能。近年来， 跟着高分子材料的开展， 大分子偶联剂又成为一大研讨热门。它是一种新式高效的偶联剂， 国内外对此研讨报导也接二连三。徐伟相等为进一步改进HDPE /纳米碳酸钙系统的功能， 选用一种大分子偶联剂（聚合物型涣散剂） 对纳米碳酸钙进行表面处理， 处理使得填充系统有杰出的归纳功能， 且开裂伸长率明显进步， 加工功能也得到极大改进， 必将引起更多的重视。

碳酸钙按形状分为无规矩体、纺锤形、针形、球形、链锁形、片形、偏三角形和菱形六面体形、无定形等，不同形状的碳酸钙，其应用范畴和功用也各不相同。图1 不同晶型碳酸钙晶SEM相片 因为球形碳酸钙有杰出的滑润性、流动性、涣散性和耐磨性等特性，故而被广泛应用在橡胶、涂料油漆、油墨、医药、牙膏和化妆品等范畴。 01 球形碳酸钙制备办法及研讨进展 球形碳酸钙的组成办法多以液相法为主，依据反响机理的不同又可将其划分为三种反响体系：Ca(OH)2-H2O-CO2反响体系、Ca2+-H2O-CO32-反响体系和Ca2+-R-CO32-反响体系(R为有机质)。 (1)Ca(OH)2-H2O-CO2反响体系——碳化法 该反响体系是以Ca(OH)2水乳液作为钙源，用CO2碳化制得碳酸钙。Ca(OH)2一般由天然碳酸钙锻烧成生石灰，然后经消化得到，碳酸钙锻烧的烟道气经净化作为碳化反响的CO2来历。 碳酸钙晶体的成长与描摹的构成首要发生在碳化阶段，可经过反响温度、Ca(OH)2浓度、CO2流量、晶体成长抑制剂等要素加以操控，制得球形碳酸钙产品。 研讨进展： ①向兰等选用间歇碳化法(管式气体散布器)组成了均匀粒径0.1μm左右的超细球形碳酸钙;选用小气泡及CO2含量较高的混合气体有利于构成超细碳酸钙，参加少数添加剂如ZnCl2、MgCl2或EDTA(乙二胺四乙酸)可显着改动碳酸钙粒子的描摹和巨细。 ②陈先勇等选用间歇鼓泡碳化法，在碳化温度为20℃左右、灰乳密度为1.07(d)的条件下，参加少数复合添加剂PBTCA(2-磷酸基-1，2，4-三羧酸)和CTAB(十六烷基三甲基化铵)，可制得粒度散布均匀、涣散性好、均匀粒径为40nm左右的球形碳酸钙。 ③赵风云等以一种出产球形纳米碳酸钙的喷发-乳化新式组合式碳化反响器，在小型试验设备上，选用正交试验的办法，断定出粒度散布窄的球形纳米碳酸钙的最佳反响条件为：温度15℃，氢氧化钙浆液质量浓度65g/L，气液体积比5:1，在完结小试的基础上，建成了年产60吨纳米碳酸钙的中试试验设备，并成功制备出均匀粒径80nm球形纳米碳酸钙。图2 球形纳米碳酸钙中试出产线 ④谷丽等以石灰石为质料，选用间歇鼓泡碳化法制备纳米球形碳酸钙，在反响温度为20-40℃，石灰乳浓度为86g/L，空塔气速为0.114m/s时，晶形操控剂参加量为1%时，可得到涣散性较好、粒度散布较均匀纳米球形碳酸钙。 碳化反响开端后，在不同时刻参加同一剂量的同一种晶形操控剂，制得碳酸钙的晶形和粒径不尽相同，晶形操控剂参加的时刻越早，所得到的球形碳酸钙晶体的描摹越好、粒径越小。 图3 纳米球形碳酸钙工艺流程 ⑤申小清等用硅酸钠为晶形操控添加剂，经过石灰乳碳化工艺制备了颗粒尺度为40-50nm的球形超细碳酸体，添加剂最佳用量为0.7-1.5%。 (2)Ca2+-H2O-CO32-反响体系——复分化法 该体系是将含Ca2+的溶液与含CO32-的溶液在必定条件下混合反响来制备碳酸钙。依据质料的不同又分为氯化钙钙-碳酸钙法、氯化钙-苏打法(苏尔维法)、石灰-苏打法等。 一般经过添加剂来操控产品的粒径和晶体结构。用Ca2+-H2O-CO32-反响体系反响体系能够得到20-100nm的碳酸钙。 研讨进展： ①方卫民等选用复分化法将必定量的无水Na2CO3和CaCl2别离溶解于适量水中，经过参加少数添加剂乙二胺四乙酸二钠和磷酸氢二钠，制备出了均匀粒径为50-70nm的球形碳酸钙。 ②雷鸣等经过有机聚合物聚磺酸钠PSSS对碳酸钙粒子的调制效果，成功制备出了均匀粒径为5μm的球形碳酸钙。 ③谢英惠等运用缓冲剂氯化钠和结晶成长中止剂调理碳酸钙的描摹，选用复分化法制备出了球形碳酸钙。 (3)Ca2+-R-CO32-反响体系——微乳液法和凝胶法 该反响体系是经过有机介质R来调理Ca2+和CO32-的传质，然后到达操控晶体成核成长的意图。依据有机介质R品种的不同可分为微乳液法和凝胶法两类。 微乳液法选用的有机介质一般为液体油，而凝胶法选用的是有机凝胶。这类共聚物具有2个亲水链段(耦合链段与促溶链段)，能够定向吸附于无机-水界面。 带有特定功用团的共聚物可能与金属离子及表面活性剂相互效果而在溶剂中构成较为杂乱的有序集合结构。这些特性使得双亲水嵌段共聚物在调控无机粒子描摹方面显示出共同的长处。 (4)其他 ①袁可等将基酸-甘酸和废渣经过简略的酸碱中和反响，制备出了超微细球形碳酸钙，其纯度和白度均达96%以上，成团微粒为纳米级，二次团粒结构的粒径散布在1-3μm之间，经过pH或物理和化学的涣散，可便利的调控其微观尺度。 ②赖永华等运用甘酸与渣的首要成分Ca(OH)2反响生成可溶性的甘酸钙，过滤除掉不溶杂质。在气升式高效反响器中，向甘酸钙溶液通入CO2进行碳化反响，洗刷后制得超微细球形碳酸钙膏体。选用该超微细球形碳酸钙膏体替代配方中的悉数粉体制备水性涂料，不光能够下降涂料的质料本钱和出产本钱，还能够简化涂料的出产操作、削减粉尘污染。 表1 超微细球形碳酸钙性能目标02 国外球形碳酸钙出产及研讨现状 国外开发的低光泽纸专用球形碳酸钙具有白度高、易涣散、油墨吸收性杰出、粒径散布窄等优秀特性，其2-5μm的粒子占比约为67%，晶体形状为较规矩球形。 研讨标明：3.5μm低光泽纸专用球形碳酸钙在涂猜中的最佳用量在40-50%之间，此刻能够获得较低的纸页光泽度，较高的印刷光泽度和高的光泽度差。与其他无光纸用颜料比较，运用球形碳酸钙可获得光学目标、物理性能及印刷适性之间的平衡，而且不会发生印刷斑驳。 因而，球形碳酸钙是一种出产低光泽涂布纸的优秀颜料，能够替代现行涂料配方中的几种颜料，提凹凸光泽涂布纸质量，下降出产的杂乱性，将会有宽广的市场前景。 现在，碳化法制备球形碳酸钙是出产厂商和科研院所重视和研讨的要点，别的也有一些厂商经过湿法超细研磨制备出了椭圆形碳酸体材料。未来，对粒子巨细和描摹的有用调控将成为碳酸钙被广泛应用的关键技术。

PVC硬制品加工行业对碳酸钙的需求量非常大, 不论是管材､型材还是板材, 碳酸钙是必不可少的填充剂｡碳酸钙可以提高PVC 制品的尺寸稳定性､刚度,纳米碳酸钙还可以改善PV C 制品的韧性｡然而, 良秀不齐的碳酸钙质量对制品性能带来的不利影响也是不容忽视的｡因此, 选择高品质的碳酸钙对PVC硬制品生产厂家是至关重要的｡ 笔者通过对碳酸钙颗粒形态的微观分析和宏观表征,分析了碳酸钙颗粒形态对PVC硬制品性能的影响,为碳酸钙的选用和检测提供了参考依据｡笔者研究的轻质碳酸钙的颗粒形态包括: ①一次结构, 即初级粒子的形状和尺寸; ② 二次结构,即初级粒子团聚之后的聚集体的形状和尺寸｡采用沉降体积､吸油量和扫描电子显微镜( SEM ) 来表征碳酸钙的颗粒形态｡采用SEM可以直接观测碳酸钙颗粒的形状和尺寸, 主要在科研中使用; 而沉降体积和吸油量可间接表征颗粒形态, 在工业中应用较多｡沉降体积基本与粒径大小成反比,而吸油量表征的是粒子的团聚状态, 主要与粒子间隙有关｡试验中的试验样品, 主要针对一些沉降体积较为典型的批号, 通过SEM 观察其形状和尺寸,分析与沉降体积､吸油量表现出来的性能是否一致｡ 1 试验部分 1.1 试验仪器 浙江大学分析测试中心场发射扫描电子显微镜, SIRION100 , 美国FEI公司; 高速混合机,SHR10型, 张家港市轻工机械厂;双辊筒混合试验机,BL-6175型, 宝轮精密检测仪器有限公司; 平板硫化机, QLB-25 D/Q , 无锡新锐橡塑机械厂; 电子拉力试验机,XLD-20型, 承德金建检测仪器有限公司。 1.2 试验原料 轻质碳酸钙, 厂家A ( 苏州)、厂家B ( 常山)、厂家C ( 衙州)、厂家D ( 湖州)、厂家E ( 河北) ; PVC,M-800 ,宜宾天原集团股份有限公司; 复合铅盐稳定剂, 德国熊牌。 1.3 试验过程 1.3.1 颗粒形态的测试 按照GB/T19281-2003( 碳酸钙分析方法》的规定测试样品的沉降体积和吸油量, 采用95 %的乙醇溶液测试活性轻质碳酸钙的沉降体积。相应样品送浙江大学分析测试中心进行SEM 测试。样品类型及主要性能如表1 所示。1.3.2 试样力学性能的测试 试验配方为。m:( PVC ):m( 复合稳定剂:)m (碳酸钙) = 100 : 5 : 8 , 按此称取2kg PVC 和相应的碳酸钙及稳定剂,在高速混合机中混合至120 ℃ , 下料冷却, 开炼、压片, 在23 ℃ 下恒温放置24 h, 然后按照GB/T104.02-2006( 塑料拉伸性能的测定第2部分: 模塑和挤塑塑料的试验条件》规定的条件测试力学性能。 2 结果与讨论 2.1 碳酸钙形态的研究 2.1.1 比较沉降体积相近的4 种活性轻质碳酸钙的颗粒形态 1# 、2 # 、3# 、4#的沉降体积在2.2-2.3mL/g ,其分别放大1250倍和10000倍时的SEM 照片见图1、图2。由图1 可见, 相同放大倍数时, 2# 和3#的颗粒大小相对比较均匀, 而1#和4# 的颗粒大小则相对不均匀。从图2可清晰地看出碳酸钙颗粒的初级形态和团聚形态。初级粒子的形状为纺锤形, 长度小于3μm; 团聚粒子的形状为不规则的球形, 直径小于5μm。其中2#和3#的初级粒子团聚得相对松散, 而1#和4 # 团聚得则比较密实, 即初级粒子的间隙较小, 吸油量偏低, 这与测试结果是相符的。 2.1.2 比较厂家E 与其他厂家活性轻质碳酸钙颗粒形态的差异厂家E 的活性轻质碳酸钙放大1000 倍时的S E M 照片见图3。比较图2 和图3 , 可以清晰地看到厂家E的活性轻质碳酸钙与其他厂家的活性轻质碳酸钙的差异: 前者初级粒子为细长、规则的纺锤形, 尺寸均匀、粒子聚集松散、间隙大,这正是其吸油量和沉降体积高的根本原因。这种结构的碳酸钙在与PVC共混时分散较快。 2.1.3 比较沉降体积相同的3种轻质碳酸钙的颗粒形态 7 # 、8#、9 # 的沉降体积均为3.0mL/g, 分别放大1250倍和10000的SEM 照片见图4、图5。 由图4 、图5 可见,相同沉降体积时, 7 # 、8 # 的颗粒形状和尺寸比较均匀, 粒子团聚相对松散; 9# 的颗粒尺寸相对较大, 形态不规则度大,粒径不均匀。颗粒尺寸大则沉降体积小, 形态不规则度大则沉降体积大, 两种因素抵消, 则使9# 与7# 、8#能达到相同大小的沉降体积。2.1.4 比较同一厂家不同沉降体积轻质碳酸钙的颗粒形态 9 # 、10#为厂家A的轻质碳酸钙 , 沉降体积分别为3.0mL/g 和2.5 mL/g。图6、图7 分别为放大1250 倍和10000 倍时的SEM照片。从图6 、图7 可见,10 #颗粒尺寸大、不均匀, 且掺有一定数量的重质碳酸钙大粒子, 这是其沉降体积较小的根本原因。2.1.5 比较同一厂家不同沉降体积活性轻质碳酸钙的颗粒形态3#、6#为厂家B的活性轻质碳酸钙, 沉降体积分别为2.2mL/g 和1.7mL/g , 8 图9 分别为放大1250 倍和10000倍时的SEM照片。由图8、图9 可见, 3 #颗粒尺寸均匀, 呈比较规则的球形, 沉降体积较大。6# 颗粒较大, 沉降体积较小。 2.2 轻质碳酸钙沉降体积对试样力学性能的影响 轻质碳酸钙沉降体积对试样力学性能的影响如表2 、图10 和图1 所示。由图0 可见, 轻质碳酸钙沉降体积增大, PVC 制品屈服强度变化趋势不明显,但断裂强度则明显增大。厂家E 和厂家C 的沉降体积分别为3.1、2.9m L/ g 时, 二者对试样强度的影响相近。由图11 可见, 随着沉降体积的增大, 断裂伸长率明显增大; 当沉降体积大于2.7mL/g 时, 断裂伸长率高于基准样, 表明对制品韧性有所提高。厂家E的轻质碳酸钙沉降体积为3.1 m L / g, 增韧效果最好。 由表2 、图l0 和图11 可见, 轻质碳酸钙沉降体积大于2.7mL/g 时, 试样的综合力学性能较好。 3 结论 (1) 厂家E 的碳酸钙与其他厂家的碳酸钙颗粒形态相差较大。厂家E 的碳酸钙初级粒子呈细长的纺锤形, 尺寸均匀, 粒子团聚松散, 间隙大;团聚粒子呈规则的球形, 尺寸均匀, 属于高结构形态, 因此沉降体积和吸油量较高。 (2) 厂家A、厂家B、厂家C、厂家D 的碳酸钙沉降体积在2.2-2.3mL/g 时, 其初级粒子呈纺锤形;厂家B 和厂家C 的碳酸钙粒子团聚相对松散,间隙较大, 因此吸油量较大; 厂家A 和厂家D 的碳酸钙粒子团聚密实, 团聚粒子尺寸不均匀, 所以吸油量较小。

咱们为了制备低报价或许进步某种功用常常添加碳酸钙。碳酸钙能使用到塑料范畴的首要是重质碳酸钙和轻质碳酸钙。 重质碳酸钙和轻质碳酸钙化学分子式相同，外观类似，实质上不管其理化功用仍是加工办法均有很大的差异。 加工办法不同 重质碳酸钙的加工首要是经过机械破碎、研磨的办法完成的; 轻质碳酸钙的出产是经过化学反应沉积后制取的。 后者比前者的工艺杂乱的多，要求也相应严厉的多。 理化目标不同 (1)堆积密度巨细不同。这是二者最显着的差异，重质碳酸钙的堆积密度为0.8~1.3g/cm3，轻钙的堆积密度只要0.5~0.7g/cm3，而纳米碳酸钙产品的堆积密度可达0.3g/cm3以下。 (2)白度巨细不同。重钙产品相对杂质较多，白度一般为89~93%，而轻钙产品白度一般为92~95%，部分产品可达96~97%，这是轻钙产品常用于高级或淡色制品的首要原因。 (3)水分含量不同。重钙产品水分较低，一起也较为安稳，一般为0.2~0.3%，一些高级重钙产品乃至可达0.1%;而轻钙产品水分一般为0.3~0.8%，且水分安稳性较差，有时会有必定的动摇。 (4)粒径巨细不同。重钙产品现在还只要微米级产品，粒径一般为0.5~45μm，显着大于轻钙粒径。 (5)晶型不同。重钙产品均为不规则形状，也称无定型，而轻钙产品的晶型一般较为规整，如普通轻钙以纺锤形为主，而纳米碳酸钙以立方体晶型为主。 使用进程不同 重钙产品首要用于造纸、橡胶、塑料等职业，填充量较大，首要作为体积填料，而轻钙使用规模更为广泛，首要以体积填料为主，而其间的超微细(俗称纳米级)碳酸钙现已具有功用填料和体积填料的两层人物，填充量较少。 重钙和轻钙在塑猜中的使用差异 前面现已讲到，因为两种产品的理化功用相差较大，从产品的细度来说，轻质碳酸钙比重质碳酸钙细的多，轻质碳酸钙在塑胶猜中能均匀分布，分散性要好，使得胶料的色彩均布性，胶料的强度、耐性、抗疲劳性等归纳机械功用均得到进步，胶料出产造粒进程中的摩擦系数也小，使得塑胶的造粒才能强，一起塑胶产品表面润滑，成型才能也会加强。但因为分子之间的吸附力的效果，高细度的填充料之间容易发生聚会效果，反面会下降填充料的均布性以及归纳机械能。而且轻质碳酸钙的沉降体积比重质碳酸钙大，在塑胶中能够添加体积，减小分量。但轻质碳酸钙比重质碳酸钙细吸油值大，胶料吸光性就会增大，产品表面就会出现亚面或雾面效果。 所以在塑胶职业中往往选用轻、重质碳酸钙混合参加的办法。再比方在橡胶职业中参加重质碳酸钙首要意图是为了添加容积，下降成本对橡胶自身的功用进步不大，而轻质碳酸钙除了具有重质碳酸钙的效果外，对橡胶的功用还能有必定的进步。 别的从出产上来说，中国是一个石灰岩矿藏大国，但决非取之不尽，用之不决，优其是高纯度、高白度的重钙矿石是非常稀疏的，每挖掘一吨的重钙矿石，就会造成数吨的矿渣，对环境的损坏远大于轻钙，比方南边某县的碳酸体是其支柱产业，在大力挖掘数年后重钙资源也开端挨近干涸，这种状况已非稀有。而轻质碳酸钙出产对矿石的要求不太高，对环境的损坏较小，必然会占有更大的商场。

因为纳米碳酸钙的晶型可控、半补强和补强效果等优异的纳米材料的特性，是现在重钙不具备的，因而，尽管其报价远高于重钙，出产技能也杂乱的多，可是用作许多中高档产品的功用性填料方面是重钙所无法代替的，也是超细轻钙的研制技能方兴未已的本源地点。 1 什么是碳酸钙 碳酸钙在自然界中随处可见如以上所列钟乳石、石灰石、大理石、汉白玉、冰洲石、珍珠、贝壳、蛋壳等的首要成分都是碳酸钙。 碳酸钙是一种化学性质较为安稳的微碱性物质。在石灰岩里边，含有二氧化碳的水，进入石灰岩缝隙中，会溶解其间的碳酸钙。因而构成了钟乳石。 碳酸钙遇酸会分化，因而碳酸体在运送中应该要避免雨淋、受潮，不得与酸混运;储存于枯燥、阴凉通风的仓库内。 2 碳酸钙的分类 按制备办法不同可分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙。 碳化法制得的碳酸钙称为轻质碳酸钙(简称轻钙，LCC)或沉积碳酸钙(简称PCC)。 轻钙的粉体特色是： (1) 粒度小，一般均匀粒径在数微米以下; (2) 粒度散布窄，可视为单涣散粉体; (3) 粒子晶型多样化，运用于不同职业需求不同的晶型。 普通轻钙粒径为1～10 μm，比表面积为5 m2/g左右，一般以为只要填充功用;微细碳酸钙的粒径为0.1～1μm，比表面积为10～20m2/g左右，具有半补强效能;超细活性碳酸钙粒径为0.01～0.1μm，比表面积为20～80 m2/g左右，具有较高的补强效能。 天然矿藏直接经由机械破坏(研磨法)所得产品，因其比重大于轻钙，故名重质碳酸钙(简称重钙，GCC )。 重钙的粉体特色是： (1)粒子形状不规则; (2)粒度散布比较宽，是多涣散体; (3)粒度比轻钙要粗，同样是超细钙，超细重钙的粒度比超细轻钙的粒度等级要相差一级，即超细重钙的粒度只相当于微细轻钙的粒度。此外，重钙还具有报价低廉、简单制取、工厂出资仅为轻钙的1/4～1/3等特色。 活性钙、胶质碳酸钙有什么不同? 活性钙：又称改性碳酸钙、表面处理碳酸钙、胶质碳酸钙。用碳酸钙的亲水性和疏水性来判别是否活化。 活性碳酸钙的特色：粒径小、吸油值低、涣散性好、能补强等。 3 什么是纳米碳酸钙 国内碳酸钙职业是以均匀粒径为根底把轻质碳酸钙产品划分为以下五个粒度等级： 微粒碳酸钙，粒径 > 5000 nm; 微粉碳酸钙，粒径规模为1000～5000 nm; 微细碳酸钙，粒径规模为100～1000 nm; 超细碳酸钙，粒径规模为20～100 nm; 超微细碳酸钙，粒径超细碳酸钙和超微细碳酸钙(合称纳米碳酸钙)的粒径在1～100 nm规模内。纳米碳酸钙(又称超细碳酸钙)粉体的特色是： (1) 粒子细：均匀粒径为10～100 nm; (2) 比表面积大：比普通轻质碳酸钙大近8倍; (3) 表面通过活化处理，活化率较高，具有不同的功用和用处; (4) 白度较高，合适作淡色制品，pH值呈弱碱性; (5) 晶型多样化，运用于不同职业需求不同的晶型。 因为纳米碳酸钙的晶型可控、半补强和补强效果等优异的纳米材料的特性，是现在重钙不具备的，因而，尽管其报价远高于重钙，出产技能也杂乱的多，可是用作许多中高档产品的功用性填料方面是重钙所无法代替的，也是超细轻钙的研制技能方兴未已的本源地点。 4 纳米碳酸钙是怎样出产出来的 出产流程如下(1) 煅烧 石灰石通过预处理，同煤按必定份额混合均匀后经混料竖窑(如左图)煅烧，发生氧化钙(石灰)、二氧化碳。 (2) 消化 煅烧得到的石灰除渣后送消化池(如右图)与水进行消化反响生成石灰乳。 (3) 碳化 石灰乳经除渣精制后的精浆液，依据碳化要求操控到必定温度、必定浓度送往碳化反响设备(碳化塔)与窑气进行碳化反响。 (4) 改性 纳米碳酸钙属无机材料，与高聚物相容性差，有必要对碳酸钙进行表面改性，改性剂有脂肪酸、树脂酸、偶联剂等类型。 (5) 压滤 改性结束的纳米碳酸钙为浆料，为了取得纳米碳酸钙产品，需用压滤机对其进行压滤进行脱水。 (6) 枯燥分级包装 压滤后的纳米碳酸钙依然含有很多水分，为了便于包装、运送、储藏和运用，需进行枯燥、分级和包装。 5 纳米碳酸钙产品的首要技能目标 碳酸钙的主含量 碳酸钙的主含量多少：普通轻钙>活性轻钙>专用纳米钙。纳米碳酸钙的主含量要求较低，而有害杂质含量要求微量。 晶型 晶型与粒径有联络，一般粒径大于200 nm时，晶型多为不对称形，如纺锤形、棒状等;当粒径在50～120nm之间时，一般为对称形，如立方体、球形等;当粒径小于30 nm时，多为立方体和颗粒状，且晶体简单连接成链状。沉降体积 沉降体积是单位质量的产品碳酸钙在100 m1水中震动并静置3h后所具有的体积(ml)。沉降体积越大，阐明产品粒度越小、比重越轻、产品层次越高。 吸油值 关于活性钙来说，随碳酸钙表面吸附的活性含量的添加，吸油值呈下降趋势。 活化与否 普通碳酸钙未经活化处理，呈亲水性，与水可以按不同份额混合，经拌和之后，静置几小时皆沉积在水中;经活化处理后的碳酸钙一般呈疏水性，一再拌和之后，碳酸钙一直漂浮在水面上。 比表面积判别是否微细 碳酸钙的均匀粒径与其比表面积有着内涵的联络，可以通过其比表面积的巨细来较精确地判别均匀粒径的巨细。 以下是经验值： 普通重质碳酸钙比表面积为1 m2/g左右。 重质微细碳酸钙比表面积为1.45～2.1 m2/g。 普通轻质碳酸钙比表面积为5 m2/g左右。 轻质微细碳酸钙比表面积为27～87 m2/g左右。 轻质超细碳酸钙比表面积为60～100 m2/g。 碳酸钙产品的体系命名办法 为了便于碳酸钙产品的开发、推行、运用和差异，碳酸钙职业制定了如下体系命名办法。命名由三项组成，第一项为汉语拼音字母;第二项由阿拉伯数字组成;第三项为拼音字母。 其含义为:第一项表明加工办法，用Z, Q表明。其间， Z——表明非化学办法加工的重质碳酸钙。 Q——表明化学办法加工过的轻质碳酸钙。 第二项表明产品的均匀粒径规模。其间: 1：d> 5μm 2：lμm 3：0.1μm 4：0.02μm5：d 第三项表明产品改性处理与否。其间： B—表明未经改性; G—表明经表面活性剂处理。6 纳米碳酸钙(NPCC)与其它碳酸钙的比较7 纳米碳酸钙的运用 纳米碳酸钙作为一种无机化工产品，经表面改性处理而成为一种功用性的填充材料，广泛运用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、胶粘剂、密封胶等工业，还运用于食物、医药、饲料、建材、化纤等职业。 (1)在橡胶中的运用碳酸钙是橡胶工业中运用最早，用量最大的填料，碳酸钙首要运用于轮胎、胶鞋、电线电缆，橡胶密封制品等，它不只可以添加产品体积，节省高价的天然橡胶和下降本钱，还可以改善橡胶的功用。纳米碳酸钙在橡胶工业中多用于内胎和外胎特殊部位，胶带、胶管、胶布等橡胶制品。添加了纳米碳酸钙的橡胶制品其硫化胶拉长率、抗撕裂功用、紧缩变形和耐屈绕功用，都显着好于添加一般碳酸钙的产品。在橡胶制品中添加立方体纳米碳酸钙可以使制品具有补强性，因为在橡胶制品中具有杰出的涣散性，可制得通明和半通明的橡胶制品。 纳米碳酸钙运用于橡胶中的几个技能要素 晶型：不同晶型中立方体部分呈链锁状的晶型合适用于橡胶。 粒径：以80～120 nm为宜，粒径太小。 水分：为了利于进步硫化速度，一般要求小于0.5%。 吸油值：橡胶用纳米碳酸钙的吸油值越大，对橡胶的浸润性和补强性越好。 pH值：橡胶运用中的pH首要是影响其硫化速度，一般纳米碳酸钙的pH值在9～10.5之间。 表面改性：挑选合适的涣散剂和改性剂(脂肪酸或偶联剂)等。 (2) 在塑猜中的运用 对塑料说来，普通碳酸钙只能起到填充剂的效果，只要改性纳米碳酸钙填充在塑料制品中才干有除填充之外的活性剂和补强剂的效果。改性纳米碳酸钙可以添加产品体积、下降本钱、进步硬度和耐热性以及刚度、改善加工功用、进步擦伤性和滑润度，还可以进步薄膜的通明性、耐性、开口性、抗老化功用等，对冲击强度有增韧效果，也对共混中的黏盛行具有效果。纳米碳酸钙还可以进步塑料制品的曲折强度、拉伸强度、热变形温度和尺度安稳性。 纳米碳酸钙已广泛运用于通用塑猜中，如聚氯乙烯(PolyVinylChloride)，简称PVC，聚(Polypropylene)，简称PP，聚乙烯(Polystyrene)，简称PS;在工程塑猜中也有部分运用，如聚酰胺(Polyamide)，简称PA，腈-丁二烯-乙烯简称ABS。 纳米碳酸钙运用于塑猜中的几个技能要素 晶型：以立方体和球形的晶型为宜。 粒径：以80～120 nm为宜。 水分：一般要求小于0.5%。 吸油值：此值以低为宜，一般在25～60 m2/g之间。 pH值：此值尽可能低一些。 涣散性：用于塑料的纳米碳酸钙需求在塑料体系中具有杰出涣散性，避免颗粒的二次凝集。 重金属的含量：此含量越低越好。 不溶物：首要是指纳米碳酸钙中的黑点和黄点等杂质，有必要严格操控。 (3)纳米碳酸钙在涂猜中的运用 纳米碳酸钙在涂猜中不只作为优质增白的颜料，下降本钱，进步涂料的光泽度，枯燥性和掩盖力，还有通明性、安稳性、补强效果、快干等特色。在汽车涂料、粉末涂料、建筑涂猜中，可以部分或悉数代替钛，完全可以到达相同的效果。粒径小于80nm的纳米碳酸钙具有杰出的触变性，可运用于汽车底盘防石击涂料和面漆。纳米碳酸钙运用于涂猜中的几个技能要素 杰出的剪切稀化效应：该效应可以确保施工喷涂中下降黏度，具有杰出的活动性不把喷口阻塞。 杰出的触变功用：粒径以30～80 nm为宜。 (4) 纳米碳酸钙在油墨中的运用 印刷油墨商场要求高功用的纳米碳酸钙。纳米碳酸钙用于油墨产品中表现出优异的涣散性、通明性、极好的光泽和优异的油墨吸收性以及枯燥性。用于油墨的纳米碳酸钙有必要通过活性处理，晶型以立方体和球形为主。纳米碳酸钙运用于油墨中的几个技能要素 晶型：立方体纳米碳酸钙具有活动性好和吸油值低以及涣散性好等长处，很合适用于油墨中的填料。 通明度：它与粒径和晶型以及涣散性有关。 细度：它是反映纳米碳酸钙及其它颜料的研墨程度和涣散情况的目标。碳酸钙应尽可能让不溶物越低越好，这样能使涣散性好。 黏度：它与纳米碳酸钙的用量和涣散性以及粒径有关。 活动度：油墨的活动度是黏度的倒数，表明油墨的稀稠程度。 光泽度：它是大多数油墨的一项首要的特性目标。 白度：白度一般大于80%，假如太高将影响其它颜料的遮盖力。 水分：油墨对水分的要求不高，小于3%即可。 (5) 纳米碳酸钙在胶黏剂中的运用 胶黏剂(adhesive) ：又称粘合剂、粘接剂，简称胶。它是一种可以把两种同类或不同类材料严密地结合在一起的物质。 纳米碳酸钙运用于胶黏剂中的几个技能要素 晶型：立方体、菱形六面体、立方体部分呈链锁状的晶型比较合适用于胶黏剂。 16 粒径：以60～100 nm为宜。 水分：纳米碳酸钙的水分含量低为宜，一般小于0.5%。 pH值：此值偏低为宜。 吸油值：它是影响碳酸钙在胶中浸润性的要素。 比表面积：纳米碳酸钙的比表面积在20～25m2/g为宜。 表面改性：纳米碳酸钙表面改性效果的好坏将影响其颗粒对胶体的掺合效果，影响胶体的触变性。 (6) 纳米碳酸钙在造纸中的运用 在造纸填料方面，纳米碳酸钙现在首要用于特殊纸制品，如尿不湿、卫生巾等。其高避光性、高亮度，可进步纸品的白度和避光性;其高胀大性，能使造纸厂运用更多的填料而少用纸浆，大幅度下降原材料本钱;纳米碳酸钙粒度细微、均匀、对纸机的磨损小，并使出产的纸制品愈加均匀、平坦;其高吸油值，能进步彩色纸的颜料结实性，还赋予纸张杰出的折曲性、柔软性，以及对油墨和水杰出的吸收性。 (7) 纳米碳酸钙在化装品中的运用 碳酸钙在化装品中的运用在很早以前就有人运用，如用珍珠粉进行化装或用温泉的碳酸钙泥浆进行化装等。工业界在精研天然碳酸泉的根底上，仿照天然碳酸温泉效果和有利化学成分，辅之具有美白和保湿成效成分，现已制备出人工碳酸泉制剂。 (8) 在其他方面的运用 食物 食物专用纳米碳酸钙以其纯度高、涣散性好、抗沉降功用优越、溶解性好、简单吸收、口感好、超低杂质含量等特性广泛运用于食物范畴;作碱性剂、养分弥补剂、面团调节剂、固化剂、酵母养料、抗结块剂、疏松剂、胶姆糖助剂、改性剂，特别适应于钙养分强化保健食物、钙片、胶囊、面制品、谷物早餐、饼干、乳制品、豆粉、软饮料、藕粉等。 医药 纳米碳酸钙在药品中有着极其重要的用处。普通碳酸钙因为粒径大，不易被人体吸收，所以补钙药品大多是选用有机钙，有利于人体吸收，补钙效果好，但本钱较高，报价昂贵。纳米碳酸钙的粒径比普通碳酸钙小得多，以无机钙的方式人体极易吸收,本钱比有机钙低得多，比糖尿患者、尿毒症患者选用有机钙补钙带来的副效应少得多。 医药级碳酸钙在药品配方中作中和剂、助滤剂、缓冲剂和溶解剂以及作填料和钙源弥补剂。钙是保持人体神经、肌肉、骨骼体系、细胞膜和毛细血管通透性正常功用所必需。用于妊娠、哺乳妇女、更年期妇女、老年人等的钙弥补，也可用于防治骨质疏松症。 农业 运用纳米碳酸钙对农膜改性处理可解决本钱、功用与报价的对立。尽管无机纳米碳酸钙与普通填料相同，不能起到对农膜的直接降解效果，但因为纳米碳酸钙特有的功用，使其能大份额均匀地填充于农膜中，使产品在成型和施行二次拉伸时，表面和内部构成很多细小缝隙，协助并加快光/生物助剂对农膜的降解，制成的农膜既能确保质量和运用功用，又不添加出产本钱，还可完成快速降解。

一湿法、干法超细重钙的物理性能比较由于生产工艺上存在的差别，湿法、干法超细重钙在物理性能上存在较明显的区别。 1 粉体颗粒形态。 湿法超细重钙的粒形好，绝大多数表现为球形或近似球形，质量稳定。而干法生产的重钙多为不定型，很不规则，且颗粒棱角清晰。2 粉体颗粒细度。 湿法超细重钙一般90%颗粒的粒径可达2μm,即6000多目，而干法生产的重钙在最好的情况下只有60％的粒子的粒度≤2μm。即2000目左右。3 粉体粒径分布。 湿法超细重钙粒径分布窄，粒度均匀，一般集中在2μm 以下，粒度分布曲线呈单峰形态；而干法生产的超细重钙的粒度分布曲线为双峰形，粒度分布较宽，且多分布在1.0～10μm的范围。4 粉体的水份。 湿法超细重钙在生产过程中经过了干燥程序，水份一般控制在0.3%以下，但是干法生产的重钙水份无法控制，一般都在1%以上，因此改性过程中湿法超细重钙效果明显优于干法生产的，分散性、流动性好。二湿法超细活性重钙与活性轻钙的性能比较  1 湿法超细改性重钙细度小，1250目到7000目均易分散，比表积大，而轻质碳酸钙(轻钙)的粒度一般只能达到1000目左右，且易团聚，难分散。 2 湿法超细改性重钙吸油值很低，100g湿法超细改性重钙的DOP吸油值一般在15～30g。而相同目数活性轻钙具有较高的吸油值，即使完全活化的轻钙，100g轻钙的DOP吸油值一般也在50g以上，高出湿法超细改性重钙吸油值的40％左右，干法生产的相同目数重钙的吸油值也高于湿法超细改性重钙。因此，在塑料加工中，用了湿法超细改性重钙可明显减少载体树脂以及增塑剂、润滑剂等助剂的用量。或者直接加大湿法超细改性重钙的用量，从而降低产品的成本。 3 颗粒形态不同．湿法超细重钙为球形或近似球形，加工流动性能好，对机械磨耗小。轻钙则为链状形态，因此，作为塑料、橡胶等填料．湿法超细重钙的加工流动性明显优于轻钙．即使湿法超细重钙以较大比例添加时塑料仍具有良好的加工性。三湿法超细重钙复合改性工艺湿法超细重钙复合改性生产工艺改性分为两步，第一步是在湿法超细研磨浆料时加入改性剂通过化学反应进行表面改性并干燥粉碎，生产出超细改性重钙；第二步则在高速捏合机中加入超细改性重钙及1种以上高分子改性材料(添加的高分子改性材料根据用途不同而不同)进行复合改性，最终生产出经复合改性的超细改性重钙。这种生产工艺具有以下优势：1 湿法改性工艺有利于产品的分散及粒径还原．经干燥粉碎后．其细度仍接近超细研磨浆料的细度，且分散性好。 2 湿法改性工艺有利于碳酸钙颗粒的均匀包覆．表面活化率可达98％以上，并可实现连续化生产。 3 由于湿法改性具有包覆均匀、颗粒分散性好的优点，复合改性时不会产生颗粒团聚现象，为产品在塑料加工中的广泛应用创造了优良条件。

依照一般的观念，PCC粒度越小，其沉降体积越大，反之亦然。但事实上，PCC均匀粒度与沉降体积并不是一种一一对应联系，由于沉降体积除了与结晶粒子巨细有关之外，还与粒度散布和结晶形状等要素密切相关。因而，出产进程中往往存在均匀粒径巨细与沉降体积巨细之间的对立，当均匀粒径合格时沉降体积却偏大;反之，当沉降体积合格时，均匀粒径又偏大。 高级卷烟纸专用PCC除了要满意高透气量、高强度的基本要求之外，还要求能进步卷烟纸的不透明度、白度，改善手感和柔软性，有较高的藏着率以及能调理卷烟纸焚烧速度等功能。高级卷烟纸对专用PCC的晶形、均匀粒径巨细与粒度散布、游离碱含量、白度等有严格要求，对沉降体积要求并不清晰。依照一般的观念，PCC粒度越小，其沉降体积越大，反之亦然。但事实上，PCC均匀粒度与沉降体积并不是一种一一对应联系，由于沉降体积除了与结晶粒子巨细有关之外，还与粒度散布和结晶形状等要素密切相关。因而，出产进程中往往存在均匀粒径巨细与沉降体积巨细之间的对立，当均匀粒径合格时沉降体积却偏大;反之，当沉降体积合格时，均匀粒径又偏大。 牡丹江恒丰纸业的出产实践标明：高级卷烟纸专用PCC 均匀粒径最好处于3.2~3.8 μm 之间，d50：3.5 μm，比表面积2~3m2·g-1，沉降体积3.5mL·g-1，假如沉降体积偏大将影响纸张的透气功能。本文从调理均匀粒径巨细与粒度散布、石灰活性、石灰消化水温度、碳化温度，安稳进行窑气净化和熟浆陈化等工艺条件讨论完成沉降体积的可控性。 1 不同粒径与粒度PCC的性质 咱们用Mastersizer2000 激光粒度分析仪对不同试样的粒度巨细、粒度散布状况与沉降体积进行了比照分析，别离如图1(a)、图1(b) 和图1(c)所示。由图1(a)可知，试样1 在0.2~1.2μm 之间有一个显着的小峰，主峰现已显着深化10~15μm之间，阐明该试样中既显着存在部分微细PCC，一起又存在大于10μm的普通PCC，整体的均匀粒径较大，比表面积较小，粒径散布较宽，且峰高较矮，尽管其沉降体积适中，但不契合产品的粒度散布要求，使用效果欠安。由图1(b)看出，其峰形与图1(a) 类似，不同的是试样2 的均匀粒径看起来十分契合要求，但粒度散布更宽，微细PCC含量更多，比表面积较大、沉降体积显着偏大，使用效果仍不抱负。图1(c)只要一个主峰，且粒度散布较窄，峰高较大，峰宽较小，比表面积适中，峰形对称漂亮，其均匀粒径和沉降体积都契合产品要求，使用效果很好。可见，PCC的均匀粒径和粒度散布是两个影响沉降体积的重要要素，在均匀粒径相差无几的状况下，粒度散布是一个更重要的影响要素，只要当产品的均匀粒径、粒度散布和沉降体积一起契合要求时才干算是合格的产品。依据斯托克斯规律，由于微细PCC悬浮粒子发生的轻度布朗运动，对粒子的下沉发生阻滞效果，这是均匀粒径较小、粒度散布较宽、沉降体积却更大的原因。因而，在高级卷烟纸填料专用PCC出产进程中要着力防止粒径小于1 μm 的微细PCC 的呈现，一起也要防止粒径大于10 μm 的普通PCC 的呈现，这是操控产品沉降体积的重要措施。 2 PCC 的性质操控 2.1 调理石灰活性 生石灰的出产是PCC的龙头，只要先出产出了优质的生石灰，才或许终究出产出合格的PCC产品。活性石灰是一种优质轻烧石灰，它具有晶粒细微(0.1~3μm)、气孔率高(50%)、体积密度小(1.5~1.7 g·cm-3)、比表面积大(1.5~2.0 m2·g-1)、活性度高( ≥ 300 mL)、剩余CO2含量少( ≤ 2 %)等长处。石灰活性越好，越简单消化，消化后的氢氧化钙粒子越小，出产出来的PCC均匀粒径就越小，其沉降体积值就越大。但粒径巨细与沉降体积巨细并不是一一对应联系，在其他工艺参数答应的条件下，在产品均匀粒径合格的前提下，进步石灰活性可加大产品的沉降体积;反之，下降石灰活性可减小产品的沉降体积，石灰活性对轻钙沉降体积的影响如表2。实践标明，高级卷烟纸填料专用PCC 要求中等活性的石灰，石灰活性度大于300 mL 或小于200 mL都不合适。而石灰活性巨细的操控可经过操控燃煤增加份额来操控煅烧温度，经过操控煅烧时刻来操控石灰石的分化程度来完成。 2.2 窑气净化与熟浆陈化 现在行业界广泛选用的窑气净化系统是由旋风分离器、喷淋除尘器或泡沫洗刷塔、吸附过滤塔等设备组成。其间旋风分离器、喷淋除尘器或泡沫洗刷塔能够很好地起到脱除窑尘、降温、脱硫等效果，能够长时刻安稳运转;其间吸附过滤塔为要害设备，吸附过滤塔一般都内装焦炭或分子筛，首要起到吸附脱除窑气中等有机成分的效果，而吸附过滤塔能否有用运转正是窑气净化对PCC沉降体积发生影响的要害所在。由于焦炭或分子筛都存在一个有用容量，一旦超越吸附介质的有用容量，吸附塔将完全不能起到脱除等有机成分的效果，而这些进入碳化阶段的有机成分简单吸附在产品表面，相当于对产品进行了部分的表面改性效果，从而使产品沉降体积发生“虚高”现象，即导致产品沉降体积偏大。因而，每班都要测定净化窑气中的含量，定时替换吸附介质，确保吸附过滤塔的有用运转是确保产品沉降体积安稳的根底。 沉降体积与熟浆的陈化时刻成反比，即陈化时刻越长，沉降体积越小。但随着陈化时刻的延伸，陈化对沉降体积的影响越小，当陈化时刻超越24 h之后，沉降体积趋于安稳。这是由于不经陈化处理的PCC 结晶是不完好的、亚稳态的微细结晶，其粒度散布较宽，沉降体积较大;反之，经过陈化处理的PCC结晶完好、形状安稳、粒度散布较窄、沉降体积较小。碳化熟浆经24 h 的陈化处理是安稳产品沉降体积的重要措施。 2.3 消化温度和浆液浓度 石灰乳活性与消化进程中的拌和强度、石灰粒径、消化水温度、m(H2O)/m(CaO)等操作条件有关。在消化设备、石灰质量、灰水比必定的条件下，消化水温度是决议消化质量的要害。消化反响是放热反响，反响系统的温度取决于生石灰的温度和消化用水的温度及数量。依据出产经历，一般消化温度比消化用水温度高20~40℃，当用热水(50~80℃)进行消化反响时，反响特别剧烈，可使反响温度到达100℃以上，从而使溶液欢腾，一起发生很多蒸汽，使消化反响速度更快，反响也更为完全，Ca(OH)2颗粒也更为细腻，终究所产PCC的沉降体积也更大。 可见，假如产品的沉降体积偏大，则能够恰当调低消化水温度，反之亦然。当所选石灰质量、数量和消化水量都相同，消化水温别离为30℃、50℃、70℃时，别离测定3个试样的石灰乳沉降体积和相应的PCC 沉降体积，其成果如表3。浆液浓度是影响轻钙均匀粒径和沉降体积的首要要素之一。进步浆液浓度可增大产品的均匀粒径和下降沉降体积;反之，下降浆液浓度可减小产品的均匀粒径和增大产品的沉降体积。纳米PCC的生浆浓度一般操控在8%~12%，普通PCC一般操控在16%~18%，高级卷烟纸专用PCC 的均匀粒径介于普通PCC 和纳米PCC 之间，其生浆浓度应操控在12%~16%。 2.4 碳化开始温度和进程最高温度 生浆的开始反响温度、碳化进程最高温度的操控，也是影响PCC 均匀粒径的重要要素之一。众所周知，普通PCC出产进程是几乎不操控生浆的开始反响温度和碳化进程温度，这是由于普通PCC 也几乎不操控产品的粒径;而纳米PCC出产进程则需求经过制冷来严格操控生浆的开始反响温度和碳化进程温度，这源于氢氧化钙粒子在水中的溶解度与温度成反比，即温度越低，其溶解度越大，反响的推动力越大，越有利于碳化反响初期构成很多晶核，有利于粒子超细化。而高级卷烟纸专用PCC的粒径介于普通PCC 和纳米PCC之间，一般来说，浆液的开始反响温度可操控在20~30℃，碳化进程最高温度可相应地操控在45~55℃之间。因而，碳化温度最好能完成可控。假如产品的沉降体积偏大，可恰当调高碳化开始温度或碳化进程温度;反之亦然，但这或许带来产品均匀粒径的改动。 3 结语 (1)在均匀粒径相差无几的状况下，粒度散布是一个影响产品沉降体积更重要的要素，在高级卷烟纸填料专用PCC 出产进程中要着力防止粒径小于1 μm的微细PCC 和大于10 μm 的普通PCC。 (2)进步石灰活性可加大产品的沉降体积，反之，下降石灰活性可减小产品的沉降体积。高级卷烟纸填料专用PCC 要求中等活性的石灰，石灰活性度大于300 mL或小于200 mL 都不合适。 (3)吸附过滤塔是窑气净化的要害设备，一旦超越其吸附介质的有用容量，将不能起到脱除等有机成分的效果，将使产品沉降体积发生“虚高”，导致产品沉降体积偏大。因而，确保吸附过滤塔的有用运转是确保产品沉降体积安稳的根底。 (4)消化水温度是决议消化质量的要害，消化水温一般操控在50~80℃。消化水温越高，消化反响速度越快，反响也越完全，Ca(OH)2颗粒也更为细腻，终究所产PCC 的沉降体积也更大。因而，假如产品的沉降体积偏大，则能够恰当调低消化水温度，反之亦然。 (5)碳化温度最好能完成可控，开始反响温度可操控在20~30℃，最高温度操控在45~55℃之间。假如产品的沉降体积偏大，可恰当调高碳化开始温度或碳化进程温度，反之亦然。 (6)经陈化处理的PCC 结晶完好、形状安稳，应防止呈现微细PCC、粒度散布较窄、沉降体积较小的现象发生。碳化熟浆经24 h的陈化处理是安稳产品沉降体积的重要措施。

这些白色粉末看起来毫不起眼，它却简直占有每年无机粉体运用量的70%以上，是塑料工业中运用数量最大、运用面最广的粉体填料——碳酸钙，以低价的报价、优异的加工功能等很多长处成为塑料加工职业首选的材料。除了塑料范畴，碳酸钙在硅酮胶中的运用也越来越多。 通常在制备硅酮胶时会参加少数的纳米碳酸钙(CCR)来补强，并下降成本，别的也使胶体坚持杰出外观。可是纳米碳酸钙在运用过程中需求留意以下几个问题： 1、水分含量构成粉体聚会 碳酸钙水分较高，则颗粒表面的羟基(-OH)增多，其聚集体呈现出彼此凝集的倾向，在液聚会硅烷效果下构成三维网络，使胶料的黏度增大，并在基猜中构成1～3mm颗粒，构成混炼时刻延伸。因而，碳酸体在运用前须烘干，操控水分含量在0.8%以下。 2、二次聚会构成粒径较大 二次聚会一般简单呈现在粒径较小的纳米碳酸钙产品中，跟着纳米碳酸钙粒径的规模缩小到40-60nm时，颗粒比表面积增大(22～34m2/g)，内聚力增强，易构成结合严密的硬团，即为多孔状的二次粒子。硅酮胶捏合过程中二次粒子难以涣散均匀，并且颗粒数量较多时，制品表面简单呈现颗粒，乃至“麻面”或“雾面”现象。因而需求经过一次或屡次研磨将涣散，或许延伸捏合时刻。 3、PH值过高催化固化 Ph值过高会使硅酮胶的贮存稳定性下降，Ph越高，硅酮胶固化越快。贮存稳定性是硅酮胶制品的一个非常重要的质量指标，理论上碳酸钙的PH值呈弱碱性，能够选用弱有机酸或有机酸盐，对其进行表面包覆，对碳酸钙表面有必定的中和效果，将其PH值操控在9.5以下。 4、表面处理缺少或过剩 当表面处理缺少时，碳酸钙颗粒表面为极性部分，与硅酮胶中非极性有机物中难相容，构成涣散困难，呈现混炼时难“吃粉”延伸捏合时刻，即便充沛混合后，因为碳酸钙表面缺少满足有机物表面活性剂包覆，使硅酮胶系统与极性碳酸钙界面触摸几率显着添加，而碳酸钙表面存在较多的羟基，这些基团能与液相硅橡胶分子链中的Si-O键构成氢键(物理吸附)，其成果将会发生两种不同的效果：一方面导致硫化胶物理力学功能的进步，另一方面也会在系统内部发生结构化现象，导致胶料的贮存稳定性下降。 当表面处理剂过剩时对硅酮胶的出产相同发生晦气影响，或许构成黏结功能下降、制品物理功能下降。 对黏结功能的影响： 因为硅酮胶是一种粘胶制品，要求有必要与施工介质表面有杰出的黏粘功能，为进步这种黏粘功能，硅酮胶配方中较多选用硅烷偶联剂改善增强，这种黏粘功能是靠硅烷偶联剂中的活性基团与施工介质表面以范德华力或氢键构成物理吸附或许凭借基团的反响构成化学键。当碳酸钙表面处理剂过量时，其有机基团数量显着增多(特别以有机杂合物为首要表面处理剂的纳米碳酸钙产品更为显着)，硅烷偶联剂中的部分基团会与碳酸钙表面活性剂分子中有机基团键合，然后影响对施工界面黏结功能。 对制品物理功能的影响： 表面处理剂过量使碳酸钙颗粒表面与硅酮胶系统直接氢键结合的几率削减，首要依托表面活性剂有机分子与系统的结合，因为碳酸钙表面活性剂分子以有机长链分子为主，这种有机分子之间的结合力体现较为柔性，因而固化后的硅酮胶制品模量较低，如果在碳酸钙表面有恰当的一部分能与硅酮胶系统氢键结合，则系统的网状结构更为结实，内聚力更强。这样的制品抗撕裂强度会有所进步。别的，表面处理剂中的短链有机物易挥发，当处理过量时，产品的挥发份会升高，使硅酮胶真空捏合过程中抽出的低沸点有机物添加。 5、影响脱醇型胶贮存稳定性 在一些硅酮胶厂商中曾呈现过该问题，给对纳米碳酸钙和硅酮胶厂商带来较大的困惑。因为硅酮胶的出产工艺及产品特性决议硅酮胶制品在参加交联剂后制得的制品须密封贮存，一旦制品呈现质量问题则很难对制品进行返工处理，构成的丢失较大。 据相关材料闪现，脱醇型硅酮胶一般多选用高水解活性硅烷偶联剂，在没有引进羟基和水分铲除剂情况下，碳酸钙中的微量水分和硅烷偶联剂简单反响生成游离醇，然后引起系统的贮存稳定性和硫化功能下降。特别是表面处理缺少的产品在贮存过程中吸潮非常快，加之纳米碳酸钙二次粒子水分自身就很难扫除，因而有理由以为该条件下的碳酸钙颗粒表面具有较多水分和羟基，相应构成以碳酸钙为结点的部分微观网状结构，严峻时呈现部分微观结构化，应力会集现象，构成较多散布均匀的细微“颗粒”(实践缩短或突起)。 这种“颗粒”还有一个独特现象是当系统温度升高时会逐步消失，能够解释为：因为系统温度升高，分子热运动加重，使微观的交联结合被损坏，部分应力随之削弱或消失，故硅酮胶表面和内部分子结构康复到正常状况，出了暂时的“颗粒”消失。当系统温度下降后，“颗粒”在本来方位从头闪现。

随着世界范围的酸性造纸向中性和碱性造纸的变革，对碳酸钙在造纸工业中的应用带来了生机。 碳酸钙作为造纸填料具有如下优点:①白度高;②松厚性;③耐久性;④透气性;⑤可作为二氧化钛的补充剂;⑥磨蚀性低;⑦增进柔软性;⑧提高油墨吸收性能;⑨对紫外线吸收性低;⑩能控制燃烧性。其次在碱性抄纸时，碳酸钙作为一种碱性填料，它具有pH值缓冲作用，使湿部的pH值自然地稳定在7.5~8. 0，这正是碱性施胶剂施胶的最佳pH值。 碳酸钙用量的剧增主要有两方面原因:一是由于碱性造纸的发展使碳酸钙填料在造纸湿部的大量应用成为可能，另一个原因是20世纪70年代起细磨碳酸钙和超细碳酸钙的发展，使天然碳酸钙粒子细度能使纸张涂层光泽度等于或超过沉淀碳酸钙，致使细磨碳酸钙在涂布纸上的使用量急剧增加。研磨碳酸钙与高岭土相比最大的优势是成本低;其二是对涂布胶粘剂需要量少，可节约胶粘剂费用;其三是研磨碳酸钙有良好的流变性，涂料可以做到高固含量，有利于节省造纸机烘干能耗。造纸工业中所用的碳酸钙根据加工工艺的不同分为:重质碳酸钙和轻质碳酸钙。 重质碳酸钙 重质碳酸钙即研磨碳酸钙(GCC)。重质碳酸钙是研磨石灰石制得的天然碳酸钙，从干法研磨发展到湿法研磨，研磨技术的突破及在研磨工艺中有关助剂的应用，使得GCC粒径可以达到小于1.5μm在90%以上，平均粒径小于2μm，从而使品质大幅度提高，很大程度上扩大了在造纸领域的应用。 然而随着碳酸钙填料负荷的增加，纸张的强度、松厚度和挺度通常将降低。填料隔断纤维与纤维之间的结合，造成损纸现象，限制了填料的添加量。因此，重质碳酸钙在添加前需进行必要的改性处理工作。 王永忠，裴继诚，石淑兰研究了重质碳酸钙的表面改性及在造纸中的应用。采用淀粉与改性剂复合改性的方法，淀粉用量为重质碳酸钙重量的50%，改性剂硬脂酸用量为重质碳酸钙重量的20%，糊化温度为65℃，糊化时间为120min，保温时间10min。所得的改性重质碳酸钙添加到纸张中，对纸张的物理性能有大幅度地提高，能显著增加纸张纤维与纤维、纤维与填料的结合强度。在碳酸钙用量为30%~40%时，改性碳酸钙比未改性碳酸钙对纸张的抗张强度、撕裂强度、耐折强度有显著提高;纸张的光学性能也有所改变，改性填料纸张的白度与不透明度比未改性填料的纸张白度要低;颗粒的粒径发生了很大的变化，表面积从12576.54cm2/g降为4203. 79cm2/g。 轻质碳酸钙 轻质碳酸钙即沉淀碳酸钙(PCC)。轻质碳酸钙是将二氧化碳通入石灰水或用碳酸钠溶液与石灰水作用产生沉淀制得的。它主要根据下游产品不同的需要，通过改变反应的速度、温度、浓度、搅拌速率及使用适量的化学添加剂，有目的地控制反应进程，使产品的粒径大小、粒度分布、微观形态达到特定的要求，以提高填料的适应性，同时要求产品质量稳定。 轻质碳酸钙具有粒度细、白度高、价格低等特点，非常适合做造纸填料。但由于填料与纤维无结合力，使其在纤维中的留着率低。即使使用助留剂让其与纤维结合形成不能通过网的絮凝物，填料仍和纤维没有结合力。因此，轻质碳酸钙在使用前也需进行必要的表面处理以达到提高留着率的目的。 陈均志，冯练享，赵艳娜研究了轻质碳酸钙的改性及在造纸中的应用，选用自制的阳离子型铝锆有机金属络合物偶联剂对轻质碳酸钙进行表面改性，以增强与纤维之间的结合力。改性剂用量为轻钙质量的1%，改性温度110~120℃，改性时间15min。改性后轻质碳酸钙被阳离子化，Zeta电位升高，有利于造纸湿部过程中与带负电荷的纤维形成强有力的结合;润湿性减弱，憎水性提高，但其接触角仍然小于90°，满足亲水体系中分散性的要求;比表面积由4315.9cm2/g降为3956.5cm2/g;粘度大大下降有利于造纸工艺的进行。改性后的轻质碳酸钙用于造纸，纸张留着率大大提高，可减少助留剂的使用;纸张的抗张强度、耐破度、撕裂度等都有所提高。改性重质碳酸钙和轻质碳酸钙应用于造纸可有效的减少纤维的用量。添加重钙和轻钙的纸张各有优缺点。

1 产能晋级20世纪80年代初，我国重钙工业开端从浙江建德、富阳起步，然后扩展到安徽、四川、广东、广西、湖北、江西等地。全国重钙产能从1985年的约20万t，到1995年的100万t、2000年的400万t、2006年打破1 000万t、2009年迫临1 500万t，而Roskill报导，2009年国际重钙产能刚刚挨近9 000万t。据全国重钙产地产能实地调查，2011年度我国重钙总产能约2 000万t，而当年国际重钙总产能约为9 300万t，我国约占当年国际重钙总产能的21.5%。 产能晋级的首要原因：①重钙是典型的节能、绿色环保型矿藏材料，用处极端广泛；②在造纸业中，运用碳酸钙作为填料和涂布材料的用量大幅添加；③塑料橡胶、油漆涂料、建筑材料等工业部门开展快速的原因。产能晋级的保证：我国是国际上出产优质方解石(或大理石)的五大国之一。产能晋级过程中也带来了以下问题：①矿产资源开发与维护统筹缺少，资源糟蹋和损坏现象严峻，部分优质矿源过度无序挖掘；②厂商“小而散”，工业集中度低，规划效应差；③职业全体技能水平低，深加工及使用技能与国外还存在必定的距离；④职业管理体系不健全，运转监测体系亟待加强。         2 产品晋级        产品晋级的组成要素：产品结构、产品精密化程度和产品功用化开发，产品结构如树干、产品精密化如树枝、产品功用化如树叶，我国这棵重钙产品“树”正逐步发育走向老练。        (1) 产品结构逐步完善：重钙工业起步到20世纪9 0年代初，产品品种首要以“双飞粉”(2 0 0目)、“三飞粉”(325目)、600目以下产品为主；90年代后，跟着分级机的使用，商场上逐步呈现了600～800目、800～1 500意图产品；本世纪初，跟着分级机技能的前进，商场上逐步呈现了1 250～2 500意图产品；一起，湿法工艺开端遍及，并能够出产2 500目及其以上的超细重重质碳酸钙，湿法产品一般2μm含量到达60%～95%。从此重质碳酸体产品结构进人敏捷完善的时期，逐步构成金字塔形的产品结构份额。        (2) 产品精密化程度大大提高：跟着超细研磨配备与分级机技能的遍及并使用，不只完善了重钙产品结构，也提高了重钙产品精密化程度，然后改变了国内普通产品剩下、高级产品缺少，在商场上缺少竞争力的局势。一起，先进的精密化加工工艺也加快了产品精密化程度的提高。 有必要阐明一点，精密化并不是单一的粒度超细化，再者重钙并不是只着重粒度目标的粉体材料，作为一种工业中间体，其使用功用是最需求考虑的要素，过火寻求颗粒度目标而忽视粉体材料的使用功用是不可取的。精密化是一种有针对性的功用性重体出产过程。        (3) 产品功用化有待进一步开发：下流使用职业的功用化需求促进了重钙产品的功用化开发，也为产品功用化开发指明晰方向。功用化重钙产品按用处可分为造纸、塑料、橡胶、涂料、牙膏、医药、饲料添加剂、食用等产品，而每种专用产品还可细化，如塑料专用钙还可分为PVC专用钙、PE专用钙、PP专用钙等，其专用产品取决于碳酸钙粒度、晶型及表面改性剂品种等。 碳酸钙产品的用处首要要满意不同用户的粒度及晶型的要求，但同一粒度及晶型的状况，因为表面改性剂的不同，其用处也不同，作用相差很大，经济价值也有较大的悬殊。例如普通钙同牙膏级钙从粒径及晶型上看底子相同，但因质料品尝差异大、处理工艺不同，单位报价相差6～8倍。        在产品功用化开发过程中要做到三点：①挑选适宜的质料；②出产粒度散布合理的产品，并保证分散性好；③进行适度表面处理，到达专用化及功用化。表面处理的一个目标就是活化度，牢记不要过火寻求活化度目标。        3　配备与工艺优化组合        在讨论配备与工艺优化之前，先来解说一个问题即不同区域出产的产品之所以质量不同，有以下三个方面的原因：一是矿石的质量，台湾的矿石质量的确优于国内某些区域；二是加工配备先进与否，台湾多选用立式磨、湿法磨及分级机等功用先进的配备；三是加工工艺方法，底子选用立式磨+二次(或三次)分级工艺，结合湿法磨及精密化、改性组合深加工工艺。 再者，Omya、Imerys等国际闻名碳酸钙公司一向坚持其工业规划化和产品系列化、精密化的首要原因有：首要是选用的研磨及精密分级配备技能抢先；其次是体系设备选型合理、工艺技能组合立异；其三是先进的自动控制体系，保证了体系安稳出产和产质量量安稳。        因而，要完结我国重钙工业规划化和产品精密化深入开展，国内重钙厂商有必要学习台湾厂商、Omya、Imerys等国际闻名碳酸钙公司的成功经验，选用高效节能大型配备与先进的出产工艺技能，例如其规划化出产底子上是使用立式磨或球磨机等大型干法研磨配备技能与超细分级机组合，而产品精密化选用大型湿法/干法配备技能、改性配备与超细分级机等成套深加工技能完结。        3.1 加工配备的挑选        从实践使用来看，单台/套配备一般都能习惯某一区间产品的出产，很难完结一切产品的经济出产，因而在配备的挑选过程中应该结合周边商场需求，建立主机设备及其工艺计划，原则上要求：①主机设备选型能够满意当地工业技能的先进性；②主机设备选型和工艺计划是否满意节能环保的要求；③能否满意与深加工配备技能的有用联接，构成配备与工艺组合体系，完结重体产品系列化、规划化、功用化出产。        从未来重体的商场使用来看，多台套配备与技能优化组合工艺将是规划化、功用化重钙厂商的首要道路。        3.2 干湿法工艺的挑选        干法工艺的优势：有利于完结工业规划化及必定程度的产品精密化；湿法加工的优势：有利于完结较高程度的产品精密化。从实践来看，1 500目以下的产品，一般以干法出产为主；1 500～2 500目产品能够选用干法工艺，也能够选用湿法工艺出产，使用中需有针对性的合理调配两种工艺产品配比；2 500～6 500目产品，一般以湿法出产为宜。依据干湿法工艺的优势分析可见，产品需求是配备及其工艺挑选的底子地点。        3.3 立式磨+二次(三次)分级与湿法磨工艺组合        立式磨或立式磨+二次分级、三次分级工艺作为非金属矿粉体干法超细加工技能的首要开展之一，该工艺较为适宜于600～2 500目超细重体的规划化出产，其最显着的优势在于节能。可是该工艺也存在二次分级下品怎么处理及2 500目以上功用化、超微细化产品怎么完结的问题。因而在实践过程中，提出立式磨+二次分级+三次分级与湿法磨组合工艺，流程如下图所示。该工艺能够习惯现代商场对精密化产品的规划化需求，首要使用立式磨出品的325～800意图产品，习惯商场对普通重的需求，这样充分发挥了立式磨的规划化和节能优势；其次选用超细分级设备对部分325～800目产品进行二次、三次分级，出产800～2500意图中高级精密粉，习惯商场中高端需求，这样充分发挥了分级设备的精密分级和节能优势；关于分级下品选用湿法磨等设备进行精密研磨及功用化开发，出产2 500～6 500意图超微细功用性粉体，满意商场高端需求。这样即完结了重钙工业规划化产品精密化(功用化)，又完善了产品结构。        4　结语        我国重钙工业及其配备技能的晋级换代，推进了重钙工业规划化，产品系列化、专用化、功用化开发使用的开展进程。        “十二五”期间，凭仗“大力开展节能、环保型重质碳酸钙工业，代替部分落后产能”的工业政策支撑，分析处理重钙工业晋级中呈现的新问题、新现象，再凭仗优秀的矿产资源和晋级换代的大型节能配备与先进工艺技能，我国重钙工业将迎来新一轮的开展晋级关键。

本文介绍了纳米碳酸钙在国内外的研讨进展，论述了纳米碳酸钙在国内外各个范畴的运用。总结了间歇鼓泡法、多级喷雾碳化法、喷发吸收法、超重力法等几种纳米碳酸钙惯例制备办法，并对这几种办法的优缺陷进行概括比照，分析了这几种办法的适用范围与操作的难易程度。具体介绍纳米碳酸钙在橡胶工业、造纸、塑料、涂料、油墨、日化及化妆品中的运用并对纳米碳酸钙的运用远景进行展望。1国内外纳米碳酸钙的开展情况与展望 国外纳米碳酸钙的开展情况 纳米级碳酸钙是20世纪80年代开展起来的一种新式超细固体材料。因为纳米级碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发作变化，发作了普通碳酸钙所不具有的量子尺度效应、小尺度效应、表面效应和微观量子效应，在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面与惯例材料比较显示出优胜的功能。将其运用于橡胶工业、塑料工业中能使制品表面光艳，伸长度好，抗张力高，抗撕力强，耐曲折，抗龟裂功能好，是优秀的白色补强材料;在高档油墨职业、涂料工业。作为填料运用，起到增稠防沉、进步产品功能和下降产品成本的成效;其在饲料职业可作为补钙剂，进步含钙量;在化妆品中，因为其纯度高、白度好、粒度细，能够代替钛。 当今世界上能出产 100nm 以下的碳酸钙首要供应商是：英国的ICI公司、法国的Solvay公司、美国的矿藏技能公司(MTI)、Pfizer公司、王子造纸公司、Resso WcesCasbec公司、日本的丸尾钙公司、日本的白石公司等。产品首要用于塑料、橡胶、涂料油漆、涂布纸张、油墨、胶粘剂、虫剂、蜡制品及化妆品等。日本是世界上开发和出产纳米碳酸钙较早和最好的国家，在四、五十年代就出产出了微米级、纳米级碳酸钙，现在已有纺锥形、立方形、锁链形等纳米级碳酸钙产品及改性产品50多种;英国首要研发填料专用纳米碳酸钙，最近20年英国在轿车专用塑料用碳酸钙中占独占位置;美国则着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的运用。 国内纳米碳酸钙的开展情况 我国的超细碳酸钙产品开始于：1990年头广东恩平化工实业有限公司和辽宁本溪助剂厂先后从日本各引进了一条超细碳酸钙出产线，可出产5~6种晶形，首要用于塑料职业。上海华明超细碳酸钙有限公司将3000t/a超细碳酸钙才能扩至8000t/a，产品取得国家级新产品奖，并经过了ISO9002质量认证。山西兰花科技创业股份有限公司选用华东理工大学的技能已建成7kt/a的出产设备，出产及供应情况良好，两边合资又建造15kt/a的新设备。安徽铜陵化工集团公司与中科院合肥分院固体物理研讨所合作开发的纳米碳酸钙技能于2000年6月经过了安徽省科委的中试判定，2001年已完成工业化出产。北京密云碳酸钙厂选用天津化工研讨院的技能出产纳米碳酸钙，但只能出产用于普通油墨的产品。 20世纪90年代初，我国出产的超细化活性轻质碳酸钙总体上质量较差，首要表现在两个方面：一是均匀粒度较大，产品首要均匀粒度为150~500nm;二是国内产品的粒度散布较宽，因而在质量上差劲于均匀粒度相同但散布较窄的进口产品。北京化工大学陈建峰教授选用超重力运用沉淀法(简称超重力)，现在已建立了3000t/aCaCO3粉末工业出产线。该技能的创造和产业化的成功，使我国在该范畴从技能产品进口国改变成为技能出口国，具有很大的经济效益和明显的世界影响性。现在，该技能已转让给新加坡纳米材料科技公司等多家单位。2013年我国纳米级碳酸钙产值到达147万吨，同比增加14.84%。2014年1-6月我国纳米碳酸钙产值到达85万吨，比上年同期增加15.76%。 2纳米碳酸钙的制备办法 纳米碳酸钙的制备办法按制备进程中是否发作化学反响分为化学办法和物理办法，其间化学办法包含碳化法、乳液法、夹套反响釜法、复分化法。碳化法是出产纳米级轻质碳酸钙的首要办法。首要，将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窖气。然后，使氧化钙消化，并将生成的氢氧化钙悬浊液在高剪切力效果下破坏、多级悬液别离除掉颗粒及杂质，得到必定浓度的精制氢氧化钙悬浊液。然后通入二氧化碳气体，参加恰当的晶形操控剂，碳化至结尾，得到要求晶形的碳酸钙浆液。再进行脱水、枯燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。碳化是整个出产工艺的中心，依据碳化反响进程二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液触摸办法的不同，纳米碳酸钙的工业组成办法可分为间歇鼓泡法、喷雾碳化法、喷发吸收法和超重力碳化法。 间歇鼓泡法 间歇鼓泡碳化法是现在国内外大多选用的办法。间歇鼓泡碳化法，也称釜式碳化法，是将石灰乳经过冷冻机降温到25℃以下，泵入碳化塔，通入CO2混合气，在拌和下进行碳化反响。经过操控反响温度、浓度、拌和速度、添加剂等工艺条件间歇制备纳米碳酸钙。该法能够出产普通微细碳酸钙，但关于出产纳米级碳酸钙就需要严格操控一些工艺条件，如碳化反响温度、石灰乳浓度等，并且也相应地需对鼓泡塔做一些改善，比方加拌和器、挡板或经过气体散布器操控等，但也存在着粒度散布不均匀，并且不易操控、粒度不行细化、批次间产品质量重现差、工业扩大困难等缺陷。陈先勇等人选用间歇鼓泡碳化法，经过对碳化反响温度、灰乳密度、添加剂等要素的严格操控，成功制得粒度散布均匀、均匀粒径为40nm左右的单涣散球形纳米碳酸钙产品。 多级喷雾碳化法 制备纳米碳酸钙的根本进程为：按工艺要求的浓度制造精制的石灰乳悬浮液，然后参加适量的添加剂，充沛混匀后泵入喷雾碳化塔顶部的雾化器中，在高速旋转发作的巨大离心力效果下，乳液被雾化成微细粒径的雾滴;把枯燥的含有适量CO2的混合气体从塔底部通入，经气体散布器均匀涣散在塔中，雾滴在塔内和气体进行瞬时逆向触摸发作化学反响发作 CaCO3。经过多级喷雾碳化法制备的CaCO3产品的粒度细微且均匀，均匀粒径在30~40nm 范围内，微粒晶型能够调理操控。此法出产才能大，产品质量安稳，能耗低，出资较小。 喷发吸收法 喷发吸收法是由中南工业大学满瑞林等研讨的一种工艺，这工艺是将窖气经过降温降尘后，经风机送入喷发碳化器中，再用浆液泵把石灰乳送入喷发碳化器中，在碳化器狭隘的喉管处，窖气与石灰乳高度涣散，彼此剪切混合，因而具有很大的气液触摸面积。该工艺具有出资少、设备简略、碳化效率高、修理便利、能耗低一级长处。 超重力法  超重力法是使用离心力使气-液、液-液、液-固两相，在比地球重力场大数百倍乃至上千倍的超重力场条件下的多孔介质中发作活动触摸，巨大的剪切力把液体撕裂成极薄的膜和极细微的丝和滴，发作了巨大的和快速的相界面，使相间传质的体积传质速率比塔器中的大1~3个数量级，使微观混合速率得到了极大的强化。超重力结晶法从根本上强化反响器内的传递进程和微观混合进程，并且CaCO3成核进程和成长进程分别在两个反响器中进行，行将反响成核区置于高度强化的微观混合区，微观活动型式为平推流，无返混(超重力反响器);晶体反响器置于微观全混流区(带拌和的釜式反响器)。与传统的碳化法所选用的工艺比较较，这种组合工艺保证结晶进程满意较高的产品过饱和度、产品浓度空间散布均匀、一切晶核具有相同的成长时刻等要求。在超重力反响结晶法制备立方形纳米CaCO3进程中，因为CO2吸收传质进程为整个碳化进程的关键进程，所以强化CO2在液相中的传质速率是进步整个进程速率的有用途径。一起，因为溶液中CO32-的浓度是由化学吸收而生成的，因而操控CO2的吸收速率也是操控系统中过饱和度凹凸的有用手法之一。超重力加速度g、液体循环量、气体流量、Ca(OH)2初始浓度等操作条件对碳化反响进程均有影响。运用超重力反响结晶法能够制备出均匀粒度为15-40nm、散布较窄的CaCO3，碳化反响时刻比传统办法大大缩短。立方形纳米CaCO3的晶体结构为方解石晶型，属六方晶系。该晶体结构和普通碳化法组成的产品相同，立方形纳米CaCO3颗粒因表面效应明显，其热分化温度下降了195℃。

以石灰石为质料经锻烧、消化、碳酸化、别离、枯燥分级制取的产品称为轻质碳酸钙，是用处最为广泛的无机填料之一，广泛使用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、油墨、印刷、电缆、食物、医药、化妆品、日用品、饲料、润滑油等各个职业。 超细碳酸钙，特别是纳米碳酸钙微粒，不只保留了原碳酸钙的功用，还具有纳米微粒的特性。并且，经过操操控备条件，能够得到不同粒径不同晶体形状的纳米碳酸钙。因而，纳米钙与轻钙在在出产工艺、质量操控、外观、粒径、使用等方面有许多不同。了解它们之间的差异，有助于咱们区分并依据不同需求开发不必功用的碳酸钙产品。 1、出产工艺及质量操控的差异 轻质碳酸钙的出产办法尽管不少，但在国内完成工业出产的简直只需碳化法。将石灰石等质料锻烧生成生石灰首要成份为氧化钙和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳首要成份为氢氧化钙，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉积，终究碳酸钙沉积经脱水、枯燥和破坏便制得轻质碳酸钙。此法具有能耗低、工艺简略、质料丰厚等显著特点，满意不同职业的要求。 我国于上世纪80年代初开始研发和出产纳米碳酸钙，并于80年代末完成工业化出产。国内的研讨开发单位首要有北京化工大学、华东理工大学、哈尔滨工程大学化工学院、中科院合肥固体物理研讨所、天津化工研讨院等。 纳米碳酸钙的出产进程首要分四个工序：煅烧净化、消化、碳化、枯燥包装。出产时先将精选的石灰石矿石锻烧，得到氧化钙和窑气然后将氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力效果下破坏，经多级旋液别离除掉颗粒及杂质，得到必定浓度的精制的氢氧化钙悬浮液之后通入，参加恰当的表面改性剂，碳化至结尾，得到碳酸钙浆液再进行脱水、干操、表面处理，终究得到所要求的纳米碳酸钙产品。 1)消化 轻钙制备工艺对消化温度以及消化用水质量要求不高，能够使用离心脱水的收回滤液作为消化的热水，这样能够充分使用热能进步消化反响温度，一起下降出产中的水的消耗量。一般要求石灰为中烧或过烧即可，消化后的生浆粘度较低，有利于进步碳化功率。 制备纳米碳酸钙应选用活性较高的轻烧石灰，操控较高的消化温度和安稳的生浆粘度。可使用生浆精制进程中的洗渣液作为消化水，但不能选用熟浆滤液消化，因为滤液中含有很多的碳酸钙晶体，参加到生浆中将成为晶种参加碳化反响，影响碳化结晶的均匀性，简略在结晶进程中发生大颗粒晶体，影响产品粒径散布规划。 2)碳化 制备轻钙不操控碳化反响的初始温度，也简直不操控生浆的浓度和粘度以及的浓度。有时为了进步碳化速度，在沉降体积到达要求的情况下，在碳化初始的生浆内添加一部分熟浆，可显着进步碳化反响速度，又可作为调理产品沉降体积的一种手法。 制备纳米碳酸钙选用与普通轻钙不同的碳化反响器，装有可操控反响温度的冷水夹套或进步气液混合的拌和器等设备以及制冷设备等。操控生浆碳化的开始温度、石灰乳液浓度、仇浓度、温度、流量以及拌和速度等工艺参数，还能够选用多级碳化的办法操控晶体的粒径和晶形。因为在碳化反响初期不能带入较多的晶种，因而碳化反响器应便于清洗，以便于每批次碳化完毕后对体系进行必要的清洗。也能够在生浆或碳化反响进程中添加必定量的晶形操控剂，起到调理反响速度，进步晶体涣散功用和操控结晶的效果，其碳化工艺操控较普通轻钙或微细钙杂乱得多。 3)枯燥 轻钙一般只需操控产品的白度、水分、筛余物和值等目标到达要求即可，所以在产品枯燥后，经过简略筛分后包装产品。枯燥温度要求不高，只需不超越碳酸钙的分化温度即可，所以普通轻钙一般选用600-750℃温度进行枯燥，功率较高。 纳米碳酸钙大多数是经过表面处理的，因而产品在枯燥时，温度不宜操控过高，不然会引起表面活性剂焦化，产品严峻变黄，影响到产品的质量。现在纳米碳酸钙的枯燥温度一般在200-300℃，视物料在不同枯燥体系中停留时间的不同，工艺操控温度也略有不同。产品枯燥后破坏解聚和分级是纳米碳酸钙产质量量操控的要害手法。针对不同粒经散布和不同表面活性剂处理的产品，在挑选枯燥和破坏分级设备时各有偏重。 2、外观质量不同 1)外观 用手指搓弄纳米碳酸体时，感觉颗粒较为细滑，附着力较强，冲刷手指上的粉末时较难洗净。粉体在空气中构成的粉尘较难沉降，粒径较小的纳米碳酸钙产品与水混溶后构成的膏状料外观白度不高，并有微通明的感觉。 2)白度 因为普通纳米碳酸钙产品在出产工艺进程中十分重视对产品中“黑、黄点”等杂质的操控，因而产品白度较高，一般为94%96%，会略高于普通活性轻钙，但也有部分普通轻钙非活性产品白度较高，能够到达96%-97%。 3)堆积密度 一般情况下纳米碳酸钙产品的堆积密度较小，多为0.4-0.6g/cm3，而轻钙堆积密度一般为0.6-0.7g/cm3，但随着纳米碳酸钙产品使用功用的不断改进，一些产品的堆积密度在逐步进步，加之不同枯燥设备出产的产品堆积密度差异较大，一般现在从堆积密度方面比较难以区分纳米碳酸钙产品和普通轻钙产品。 3、粒径及晶形不同 1)粒径不同 纳米碳酸钙与普通轻钙的本质差异就在于原始粒径也称一次粒径不同，经过透射电镜分析检测能够精确区分两种产品。 2)晶形不同 因为纳米碳酸钙碳化工艺与普通轻钙不同较大，使纳米碳酸钙晶体结晶进程中晶形发生变化，晶体的形状以立方体为主，晶体的形状随工艺条件和晶形操控剂的影响而出现多样性，而普通轻钙晶体形状较为单一，以纺锤形为主，亦或聚会凝集构成菊花状晶体。 4、使用进程功用和效果不同 纳米碳酸钙因为其颗粒粒径较小，在使用材料中表现出一些特殊功用，如在橡胶和塑猜中具有较强的补强和改性效果，能够较大起伏进步材料的部分力学功用和光学功用。因而纳米碳酸钙一般具有功用性填料和体积填料两层效果。普通轻钙在补强功用等方面显着差劲于纳米碳酸钙产品，故一般只具有体积填充效果。 纳米级碳酸钙在我国已完成工业化，不同碳化办法应运而生，规划不断增大，产值不断添加，使用领域不断扩大，由橡胶、油墨等职业向塑料、涂料、胶黏剂、造纸等职业敏捷扩展，需求量以每年20%的速度递加，高级产品不断投放商场，满意了国内外两大商场日益增长的需求。 现在，功用性碳酸钙已经成为碳酸钙使用商场的一大需求点。面临商场需求，不同用户对产品要求不同，除了看产品碳酸钙粒径，更看产品功用、质量，各种功用化专用钙产品才干具有更强的商场竞争力。因而，可在纳米级碳酸钙的使用功用上多下功夫，开宣布更多功用性、专用纳米碳酸钙。其他无机粉体材料的功用开发亦是如此。

1、国内外纳米碳酸钙的发展状况与展望 1.1 国外纳米碳酸钙的发展状况 纳米级碳酸钙是 20 世纪 80年代发展起来的一种新型超细固体材料。因为纳米级碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越的性能，因而广泛应用于橡塑、油墨、化妆品等领域。 当今世界上能生产 100nm 以下的碳酸钙主要厂家是：英国的 ICI 公司、法国的 Solvay 公司、美国的矿物技术公司(MTI)、Pfizer公司、王子造纸公司、Resso Wces Casbec 公司、日本的丸尾钙公司、日本的白石公司等。 日本是世界上开发和生产纳米碳酸钙较早和最好的国家，现在已有纺锥形、立方形、锁链形等纳米级碳酸钙产品及改性产品 50 多种;最近 20年英国在汽车专用塑料用碳酸钙中占垄断地位;美国则着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的应用。 1.2 国内纳米碳酸钙的发展状况 20 世纪 90 年代初，中国生产的超细化活性轻质碳酸钙总体上质量较差，主要表现在两个方面：一是平均粒度较大，产品主要平均粒度为150~500nm;二是国内产品的粒度分布较宽，因而在质量上逊色于平均粒度相同但分布较窄的进口产品。 北京化工大学陈建峰教授采用超重力应用沉淀法(简称超重力)，目前已建立了 3000t/aCaCO 3粉末工业生产线，使中国在该领域从技术产品进口国转变成为技术出口国，具有很大的经济效益和显著的国际影响性。 目前，该技术已转让给新加坡纳米材料科技公司等多家单位。2013 年我国纳米级碳酸钙产量达到 147 万吨，同比增长 14.84%。2014 年 1-6月我国纳米碳酸钙产量达到85 万吨，比上年同期增长 15.76%。 2、纳米碳酸钙的制备方法 2.1 间歇鼓泡法 间歇鼓泡碳化法是目前国内外大多采用的方法，是将石灰乳通过冷冻机降温到 25℃以下，泵入碳化塔，通入 CO 2混合气，在搅拌下进行碳化反应。通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件间歇制备纳米碳酸钙。 该法可以生产普通微细碳酸钙，但也存在着粒度分布不均匀，而且不易控制、粒度不够细化、批次间产品质量重现差、工业放大困难等缺点。 2.2 多级喷雾碳化法 按工艺要求的浓度配制精制的石灰乳悬浮液，加入适量的添加剂，充分混匀后泵入喷雾碳化塔顶部的雾化器中，在高速旋转产生的巨大离心力作用下，乳液被雾化成微细粒径的雾滴;把干燥的含有适量CO 2 的混合气体从塔底部通入，经气体分布器均匀分散在塔中，雾滴在塔内和气体进行瞬时逆向接触发生化学反应产生 CaCO 3 。 经过多级喷雾碳化法制备的 CaCO 3 产品的粒度细小且均匀，平均粒径在 30~40nm范围内，微粒晶型可以调节控制。此法生产能力大，产品质量稳定，能耗低，投资较小。 2.3 喷射吸收法 喷射吸收法是由中南工业大学满瑞林等研究的一种工艺，这工艺是将窖气通过降温降尘后，经风机送入喷射碳化器中，再用浆液泵把石灰乳送入喷射碳化器中，在碳化器狭窄的喉管处，窖气与石灰乳高度分散，相互剪切混合，因此具有很大的气液接触面积。该工艺具有投资少、设备简单、碳化效率高、维修方便、能耗低等优点。 2.4 超重力法 超重力法是利用离心力使气-液、液-液、液-固两相，在比地球重力场大数百倍甚至上千倍的超重力场条件下的多孔介质中产生流动接触，产生巨大的和快速的相界面，使微观混合速率得到了极大的强化。 CaCO 3成核过程和生长过程分别在两个反应器中进行，与传统的碳化法所采用的工艺相比较，这种组合工艺确保结晶过程满足较高的产物过饱和度、产物浓度空间分布均匀、所有晶核具有相同的生长时间等要求。 3、纳米碳酸钙的应用 3.1 在橡胶工业中的应用 碳酸钙是橡胶工业中使用得最早，用量最大的填充剂之一。纳米碳酸钙由于其具有超细、超纯、表面改性的特点，在橡胶中具有空间立体结构，又具有良好的分散性，可提高材料的补强性能、拉伸性能及抗老化性能。橡胶工业用的纳米碳酸钙产品要求粒子微细化、表面活性化、易分散。 3.2 在造纸中的应用 目前对纳米碳酸钙的研究证明，加入了碳酸钙的纸张，纸张的老化现象有明显的改善，对紫外线具有一定的吸收性，纸张不易发黄，不易发脆，且具有较好的隔离性。 碳酸钙在纸张中可作填料或涂布颜料，它能提高纸的不透明度、增加纸的吸墨性能、使成纸柔软更有光泽。纳米碳酸钙目前主要应用于女性卫生品、婴儿尿布、纸巾等中。 3.3 在塑料行业中的应用 添加纳米碳酸钙可以提高塑料制品尺寸的稳定性、硬度和刚性，可以改善塑料的流变性能，提高塑料制品的耐热性。然而普通碳酸钙对塑料只能起到填充剂的作用，其添加或多或少地降低塑料的抗张强度，使塑料伸长率降低，所以用在塑料里面的纳米碳酸钙都需要进行表面活化处理，才能很好地起到功能材料的作用，改善塑料的性能。 3.4 在涂料中的应用 纳米碳酸钙填充于水性涂料中，具有白度高、涂膜光滑等优点，其空间位阻效应，在制漆中能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起到防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，这一性能使其在涂料工业被大量推广应用。 另外，利用其存在的“蓝移”现象，将其添加到胶乳中，能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和防热老化的目的，增强涂料的隔热性。 3.5 在油墨工业中的应用 纳米碳酸钙作为树脂性油墨的填料，具有稳定性好、适应性强、光泽度高、不影响印刷油墨的干燥性能等优点，可代替较贵的胶质钙。 用于高档油墨，可以提高油墨的附着力，减少油墨对机械的磨损，适于高速印刷。用于油墨中的纳米碳酸钙一般要经过活化处理，晶型为球型或立方型最好。 3.6 在日化和医药化工行业中的应用 纳米碳酸钙也可作为高档化妆品、香皂、洗面奶、儿童牙膏等日化产品的填料;在制药化工中是培养基中的重要成分和钙源添加剂，在止痛药和胃药中也有一定的药理作用，作为微生物发酵缓冲剂而应用于抗生素的生产。 4、展望 从近几年来纳米碳酸钙行业发展来看，企业不断洗牌整合，一些落后和不合理的工艺技术被淘汰;国内现在还没有出现较大规模的大型企业，市场的集中度不够，市场中产品混乱、价格恶性竞争无法避免。还要顺应市场规律，行业分布在地域性方面得到集中，技术和人才也得到相对集中。 期望行业中出现较大规模的企业，年产量和销量能达到10-20万吨，这样才有实力和国外公司站在同一平台上竞争，还要加大技术创新的投入，提高企业自身研发和创新力量，使行业的高端技术进入世界领先水平，并在国际高端产品市场占有一席之地。 中国的经济和社会在持续高速发展，工业技术等方面和发达国家之间的差距越来越小，有足够的理由认为中国的纳米碳酸钙行业会赶上并赶超世界发达国家。

1 碳酸钙的种类 运用于填料的碳酸钙首要有重质碳酸钙和轻质碳酸钙两种。重质碳酸钙(简称重钙)是用白垩、方解石、石灰石等天然矿石经破碎、破坏、超细破坏等工艺而制得，是钙产品中重要的种类之一。首要用于造纸、塑料、印刷油墨等职业中。轻质碳酸钙的出产选用化学加工办法，矿石经煅烧、别离、枯燥、破坏、筛分等进程处理后所得的产品即为轻质碳酸钙(简称轻钙，也称堆积碳酸钙)。在轻钙出产进程中，选用不同的结晶条件，能够制得不同晶体的产品，如纺锤体、立方体、针状体、链状体、球状体等，首要用于橡胶、塑料、造纸、涂料等职业中。无论是重钙仍是轻钙，因为表面亲水疏油，在高聚物中涣散性差，需求用改性剂进行表面活化处理。经过表面活化处理后的轻钙，可广泛运用于薄膜职业中，只不过轻钙所需改性剂的量要比平等目数的重钙大，因此出产本钱要高一些。碳酸钙在薄膜中的运用恰当广泛，聚合物中参加恰当的碳酸钙既能够降低本钱，又能够改进某些方面的功用，增加其附加值。 2 碳酸钙在薄膜中的运用 许多高聚物都可制膜，膜的运用规模很广，首要用作包装材料、保护性的农膜、地膜等。 2.1在聚烯烃膜中的运用 聚烯烃首要是指聚乙烯和聚两种。聚乙烯是分子结构最简略的树脂，质料来历丰厚，易于加工，首要包含低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯等，是运用广泛的通用塑料。聚是常用树脂中密度最低的种类，质料丰厚，归纳功用好。改性种类多，是树脂中开展速度最快的种类之一。 2.1.1在聚乙烯膜中的运用 聚乙烯的成膜作用较好，不同的种类制成的膜功用不同，增加碳酸钙的聚乙烯膜在诸多方面功用都有所改进。 (1)力学功用方面 增加碳酸钙的薄膜其力学功用有所进步。绍鹏选用超细重质碳酸钙对LLDPE/mPE进行改性。结果标明，增加5%碳酸钙使薄膜的落镖冲击强度进步13.2%，开裂伸长率进步约5%，拉伸强度也略有进步。 (2)热功用方面 参加填充料后，因为碳酸钙的热稳定性好，可使制品的热膨胀系数、缩短率下降，制品的热稳定性跟着填充料的增加而进步。 (3)其他功用 加人碳酸钙后，可进步膜的防雾滴功用，陆桂娜等圆选用CaCO3、滑石粉等材料改性的聚乙烯(LDPE、LLDPE)防雾滴膜，对CaCO3的增加办法、改性作用及不同处理剂的影响进行了研讨。结果标明，CaCO3改性聚乙烯膜的无滴持效期较长，与防雾滴剂预混合可进步膜的防雾滴功用。相对于空白膜而言，CaCO3改性的聚乙烯膜隔绝红外线和紫外线的才能有了必定的进步。增加碳酸钙的薄膜还可促进薄膜降解，在环境保护方面可起到活跃的作用。此外，增加碳酸钙后可进步聚乙烯膜的透湿保鲜性和透气性。增加碳酸钙的聚乙烯膜是现在运用最广泛、用量最大的一种塑料包装薄膜。约占塑料包装薄膜耗用量的40%以上。 2.1.2在聚膜中的运用 由聚材料制成的薄膜有杰出功用，除了少数的聚膜选用吹塑法外，大都选用双向拉伸技能制得高度取向的膜。如东赛璐株式会社的底子薰等将聚、表面处理过的碳酸钙、氧化钛等制备双轴取向多层聚膜。此膜具有优秀的遮光功用，表面均匀且光泽，具有优秀的低温热合性。双向拉伸的聚薄膜以其无毒性，优秀的机械强度，广泛运用于印刷、复合、胶黏带等方面。 此外，碳酸钙也可用于热致相别离法制备的聚微孔膜中，罗本喆研讨庚二酸和纳米碳酸钙组成的复组成核剂对PP结晶、熔融功用和PP微孔膜微观结构的影响。研讨标明，增加0.5%庚二酸和1%纳米碳酸钙的复组成核剂制成的PP微孔膜的球晶结构显着，膜的孔径小且散布均匀。因为聚自身具有优异的功用，因此选用它制备的微孔膜兼具功用膜的高效别离才能和塑料薄膜的优秀力学功用，可广泛运用于工业、医药、动力、军事及日常日子中。 2.2在聚氯乙烯及其相关种类膜中的运用 碳酸钙能够用于聚氯乙烯膜，当其用量在规则规模内增加时，可进步膜的拉伸强度和开裂伸长率，究其原因是因为碳酸钙粒子自身有阻挠银纹开展的作用。碳酸钙也可用于聚偏氯乙烯膜，碳酸钙的参加除了能够调理膜的隔绝功用之外，还能够改进聚偏氯乙烯的加工功用和薄膜的力学功用。碳酸钙还可用于聚偏氟乙烯膜，选用热致相别离法制备的聚偏氟乙烯膜，其孔隙率的巨细可经过改动碳酸钙的含量和粒径改动，能够到达操控多孔膜形状和结构的意图。经过处理，在进步膜的孔隙率的一起还能够进步膜的水通量和截留率。 2.3在其他薄膜中的运用 2.3.1在天然胶乳膜中的运用 碳酸钙是橡胶的优秀填充剂。活性微细碳酸钙填充橡胶可显示出必定的补强性，可削减生胶用量，降低本钱。孟飞和邓春梅等隅将胶乳级专用碳酸钙或改性后的纳米碳酸钙别离参加到天然胶乳中并制成薄膜。结果标明，此两种碳酸钙在橡胶基体中涣散都较为均匀，加过碳酸钙的天然胶乳胶膜硬度略有进步，拉伸强度增大，耐热老化功用改进。 2.3.2在聚酯膜中的运用 碳酸钙能够用于聚酯膜中，古国华等经过原位沉析法制备碳酸钙/聚酯复合膜材料。试验标明，在制备的膜中碳酸钙颗粒巨细均匀，涣散杰出，聚酯和碳酸钙完成有用复合，结合强度较高，复合膜的硬度有了显着的进步。 2.3.3在壳聚糖膜中的运用 碳酸钙/壳聚糖复合膜往往不是将碳酸钙作为填料直接参加到壳聚糖中，而是将壳聚糖/钙盐经过与碳酸盐的相互作用经过原位沉析法得到高强度的碳酸钙/壳聚糖复合膜。试验标明，用此种办法制得的碳酸钙/壳聚糖膜具有较高的拉伸强度、较好的耐水性和热稳定性，在工业和医药等方面有潜在的运用。 3碳酸钙薄膜的制备办法 3.1填充法制膜 在膜的开发运用中，无机粉体填料碳酸钙对高分子材料的填充是最有用且常用的改性办法。因为碳酸钙与高分子相容性差，假如直接增加，填料难以涣散均匀，导致填充系统加工困难、制品功用差、填料用量受限制。为了处理这些问题，一般将碳酸钙进行表面处理。详细可选用以下办法： 3.1.1填料表面改性 用硅烷、钛酸酯或许铝酸酯等偶联剂进行表面处理，其处理后的碳酸钙多以表面吸附、物理环绕、范德华力等办法与根底树脂结合。比较于未经改性的碳酸钙，改性后的碳酸钙在树脂中，涣散较均匀，膜功用较好。一般，偶联剂处理填料具有较好的作用，但偶联剂报价昂贵，运用中有必定限制。还可选用稀土元素进行表面处理，稀土元素共同的外电子层结构决议了其化合物具有许多独特的功用。如运用轻稀土元素、优选有机配体组成出了一种无机粉体多功用表面处理剂，将其与碳酸钙经过“核一壳”包裹技能制成活化的无机填充剂，与根底树脂的相容性优秀，在树脂中的涣散性得到显着改进，但本钱也较高。 3.1.2填料表面涂覆 运用表面活性剂和低分子蜡等包覆碳酸钙表面，用此办法处理填料，虽然报价便宜却会导致填充材料的冲击强度和开裂伸长率下降，因此也存在必定限制性。 3.2原位沉析法制膜 用此法制膜，不是直接增加碳酸钙于高分子材料中，而是在成膜前参加钙离子并参加碳酸根离子或通人二氧化碳，原位生成的碳酸钙颗粒堆积于高聚物表面。原位堆积法制备的复合膜，经过调查其断面发现碳酸钙与高分子间不是以简略的物理办法共混，而是发作化学吸附络合作用，然后也处理了碳酸钙与高分子的相容性问题，所得的膜质地均匀，功用较好。此办法较为新颖，有巨大的开展潜力，但现在运用不多。 4 展望 (1)碳酸钙在膜中的运用较为广泛，怎么增大碳酸钙的用量，以进一步的降低本钱并能改进膜的归纳功用。 (2)进一步研讨碳酸钙能否在其他膜材料中得到运用。  (3)制备碳酸钙膜的办法首要为填充碳酸钙法和原位堆积法制膜，两种办法各有长处。填充碳酸钙法运用较为遍及，但仍然需求进步功用、降低本钱;原位沉析法制得的膜功用较好，现在运用不多，有待进一步开展。

造纸工业是以纤维为质料的化学加工工业。在造纸工业的质料结构中, 填料(含颜料)的用量仅次于纤维,是位居第二位的重要质料。常用的填料有滑石粉、高岭土、碳酸钙、钛等。我国有丰厚的石灰石资源, 其间可用于出产造纸用超细碳酸钙的高质量方解石矿资源散布广泛,已探明工业储量超越5亿t。跟着国际性造纸工业酸性抄纸向中碱性抄纸革新以及纸张向低定量高挡化开展, 碳酸钙在造纸工业中的运用有着宽广的远景。 1 前语 造纸工业是以纤维为质料的化学加工工业。在造纸工业的质料结构中, 填料(含颜料)的用量仅次于纤维,是位居第二位的重要质料。常用的填料有滑石粉、高岭土、碳酸钙、钛等。我国有丰厚的石灰石资源, 其间可用于出产造纸用超细碳酸钙的高质量方解石矿资源散布广泛,已探明工业储量超越5亿t。跟着国际性造纸工业酸性抄纸向中碱性抄纸革新以及纸张向低定量高挡化开展, 碳酸钙在造纸工业中的运用有着宽广的远景。 2 填料在造纸工业中的作用和位置 造纸工业的产品(纸和纸板)有相当大的比重是为下流职业印刷、包装等工业效劳的, 为了书写、印刷、包装等需求,对纸和纸板的匀度、滑润度、白度、不透明度、印刷适性、尺度安稳性等方面都有着特殊的要求, 通常在抄纸时都需求运用填料, 为了满意更高层次的要求,还能够经过在原纸表面涂敷一层含有白色颜料的涂料, 然后到达更高的功能指标。一起, 因为常用填料与颜料的报价远低于纸浆的报价, 因而,有效地运用填料不只能够节约名贵的纤维质料) ) ) 纸浆, 并且能够明显下降造纸本钱,并在低本钱下取得更好的纸质。能够毫不夸大地说,离开了填料就没有各种高级纸, 纸和纸板出产的经济性也将深受影响。 3 造纸工业填料的后起之秀——碳酸钙 跟着国际范围的酸性造纸向中性和碱性造纸的革新, 对碳酸钙在造纸工业中的运用带来了活力。碳酸钙作为造纸填料具有如下长处: ①白度高; ②松厚性; ③耐久性;④透气性; ⑤可作为二氧化钛的弥补剂; ⑥磨蚀性低; ⑦增进柔软性; ⑧进步油墨吸收功能; ⑨对紫外线吸收性低; ⑩能操控燃烧性。其次在碱性抄纸时,碳酸钙作为一种碱性填料, 它具有pH 值缓冲作用, 使湿部的pH 值自然地安稳在7.5-8.0, 这正是碱性施胶剂施胶的最佳pH 值。 而碳酸钙用量的剧增首要有两方面原因: 一是因为碱性造纸的开展使碳酸钙填料在造纸湿部的许多运用成为可能, 另一个原因是20世纪70年代起细磨碳酸钙和超细碳酸钙的开展, 使天然碳酸钙粒子细度能使纸张涂层光泽度等于或超越堆积碳酸钙,致使细磨碳酸钙在涂布纸上的运用量急剧添加。研磨碳酸钙与高岭土比较最大的优势是本钱低; 其二是对涂布胶粘剂需求量少, 可节约胶粘剂费用;其三是研磨碳酸钙有杰出的流变性, 涂料能够做到高固含量, 有利于节约造纸机烘干部能耗。 据报道, 到上世纪末, 国际堆积碳酸钙的产值在曩昔10年里已添加4 倍, 其间36% 是由碳酸钙出产供应商出产的, 而别的64%由纸厂运用烟道气的二氧化碳自行出产, 因为加工及运送费用的节约, 现场出产堆积碳酸钙可使本钱下降50% 。在我国,跟着外商投资的一批大型、特大型造纸厂在滨海一带建成投产, 其先进的碱性施胶工艺以及对原纸的涂布加工, 标志着我国造纸用碳酸钙运用的新里程碑。 4 从造纸的视点看碳酸钙填料 造纸工业运用的碳酸钙按其加工工艺不同可分为两大类, 一类是经化学加工而成的堆积碳酸钙(简称PCC)。堆积碳酸钙用于造纸填料所体现的特性。可归纳于表1。生厂中运用AKD 和ASA 碱性施胶剂施胶的纸张所选用的填料首要就是PCC。 另一类是天然石灰石经研磨成特定细度的重质碳酸钙, 造纸工业上又称研磨碳酸钙(简称GCC ) , GCC产品的技术指标包含均匀粒径、白度、吸油性等,其间粒度和粒度散布是GCC 最重要的技术指标。假如按粒径巨细来分类, GCC 可分为三类: 超细磨碳酸钙(UFGCC) , 均匀粒径为0.5-0. 9Lm;细磨碳酸钙(FGCC), 均匀粒径为1-3Lm, 粗磨碳酸钙(GCC), 均匀粒径大于3Lm。 超细磨碳酸钙首要作为颜料用于纸张表面涂布, 细磨碳酸钙首要在中性或碱性抄纸时用作填料。粗磨碳酸钙作为填料运用通常被以为对纸机磨损太大,但国内也曾有人作过粗磨碳酸钙加填运用于松香和硫酸铝酸性施胶体系的出产性实验并提出胶版印刷纸的加填宜挑选均匀粒径为10-15Lm, 经过325目筛网占99.9%以上的粗磨碳酸钙(这种产品的吸油量为40-42mL/100g) , 以为过细的粒度会添加填料的加工费用, 也不利于填料藏着率的进步, PCC 和GCC两种不同类型的碳酸钙作为填料运用在造纸工业抄纸过程中的优缺点见表2。 除此之外, 造纸厂的出产经历标明:跟着运用碳酸钙使造纸机体系的洁净度大为进步。一起也下降了对泵、管道、网以及其它设备部件的腐蚀。另在酸性抄纸体系中,为要取得杰出的施胶作用, 往往参加过量的松香和明矾, 这样也就带来了出产中常发作可溶性盐类集合、堆积妨碍问题, 而对抄纸白水体系, 则还需求操控pH 值,这些都添加了工艺操控的复杂性。而运用碳酸钙加填之后, 在中性/碱性体系( pH7.5-8.0) , 即可防止以上问题的发作, 使抄纸机白水体系无须操控pH 值,下降了造纸厂的排放量, 易于完成白水体系的关闭循环。这是碳酸钙益趋重要的长处。因而也大大地下降了磨盘及其它湿部设备的磨耗。其次对碱性施胶的浆料来说, 若叩解至持平的游离度水平, 则其精磨所耗动力较低,这也意味着具有必定的节能作用。但是假如在一个造纸厂, 不是一切的机台都投入选用碳酸钙加填工作的。则对酸、碱性不同体系的白水需求采纳分流的办法,是最杰出的问题。为处理这一对立, 通常是在机台间装置最低定量阀操控酸性白水, 以到达最佳回用白水的意图。 5 碳酸钙质量浓度的操控 尽管碳酸钙作为填料具有许多长处, 但是在出产过程中还必须对其参加量进行严格地操控。 5.1 实验室测定碳酸钙质量浓度的根本办法 汲取5mL试样于250mL 锥形瓶中, 参加2-3滴甲基橙指示剂, 由滴定管中参加过量的标准溶液C=0.5moL /L, 置于电炉上加热煮沸,待冷却后, 以标准溶液C=0.5moL /L中和过量的标准溶液。反应式为:5. 2 碳酸钙溶液质量浓度与比重之间的联系 因为上述办法费时吃力, 不利于直接辅导出产,因而, 咱们想到了找出碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙溶液比重(以波美度bBec表明)之间的联系。经过实验咱们发现,当碳酸钙溶液的比重在4.0 -12.0bBec时, 碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙溶液比重呈线性联系,当碳酸钙溶液比重小于4.0bBec时,二者之间的联系违背线性联系, 如附图所示。在出产过程中, 关于不同纸的质量要求,咱们一般操控碳酸钙溶液的比重在6.0-10.0bB ec。所以如附图所示, 碳酸钙溶液质量浓度和碳酸钙溶液比重之间的线性联系彻底适用于出产。依据附图,将碳酸钙溶液比重和碳酸钙溶液质量浓度列表4如下:5. 3 实践运用 在实验室测得碳酸钙比重之后, 对照上表就可直接查出相对应的碳酸钙质量浓度数值。而实验室测定碳酸钙比重的办法是:取溶解池(槽)代表性试样于500mL玻璃量筒中, 立刻刺进波美计。留意波美计不能碰到量筒壁上, 避免引起测量误差, 待波美计稳守时当即计数, 然后对照表4,便可查出碳酸钙质量浓度数值。这样就可及时、精确、有效地适用于辅导出产, 到达操控碳酸钙参加量的意图, 安稳了出产工艺操控。

导读ID:bjyyxtech重质碳酸钙是涂猜中的首要颜料，碳酸钙的涣散在造纸涂料制备中非常重要。 其聚会机理、涣散 机理及涣散作用点评是取得安稳涣散颗粒的理论基础。 重质碳酸钙的聚会机理可从招引力、静电排挤力和空间位阻力三者之和别离核算求得， 和为正，则聚会少，和为负，颗粒必定聚会。  一、重质碳酸钙涣散机理 依据颗粒聚会机理，碳酸钙涣散安稳进程 首要有三种安稳作用：静电安稳作用、空间位阻稳 定作用和静电位阻安稳作用。静电安稳作用的理论基础为双电层排挤理论， 当 Zeta 电位的绝对值较大时，微细颗粒间的静电斥 力占优势，不易聚会，涣散系统安稳;相反，当 Zeta电位的绝对值较小或为零时，颗粒间的范德华引力 占优势，简单聚会，涣散系统不安稳。 涣散系统中电 解质品种、浓度和系统的 pH 值是颗粒表面 Zeta 巨细的决定要素， 所以调理涣散系统的 pH 值或选用 恰当电解质及浓度可进步颗粒在液体介质中的涣散安稳性。空间位阻作用是粒子表面一层吸附物质对彼此接近的粒子可以供给一种立体阻止的才能。 一些 激烈亲水性物质如淀粉、纤维素衍生物、蛋白质均 能吸附于粒子表面，维护颗粒涣散安稳性。 别的一 些高分子表面活性剂也有很好的颗粒涣散安稳作 用，即空间位阻安稳理论。 该安稳作用以为，高分子 聚合物具有疏水基团和亲水基团，疏水基团吸附到 颗粒表面，亲水基团伸入水相介质中。 当两颗粒靠 近时，高聚物吸附层被紧缩，引起系统自在能添加， 然后发生斥力势能。 此外，吸附层堆叠和彼此穿透，也会使堆叠区高分子浓度增高，并构成渗透压而产 生斥力势能，使颗粒到达涣散的意图。但一个高分 子链吸附到多个粒子表面会引起粒子的聚沉。静电位阻安稳作用是最近提出的一种安稳机理，是前两种安稳作用的结合。 微细颗粒表面吸附 了一层可电离的聚合物（ 即聚电解质） 后，带电的聚 合物分子层既经过自身所带的电荷排挤周围的粒 子，添加 Zeta 电位，又使用位阻效应避免两颗粒靠 近，发生复合安稳作用。总归，碳酸钙悬浮液中粒子的安稳性首要取决 于粒子之间的根据范德华招引力与静电排挤力的 彼此作用能。 粒子之间的彼此排挤作用越大则越 有利于粒子的涣散安稳。 别的空间位阻也起必定作用。 怎么充分使用这两种作用是坚持颗粒涣散安稳的要害。根据双电层机理的静电安稳作用已得到广泛研讨和运用，在这不多说。 而空间位阻作用较杂乱， 并不能只添加吸附量，或添加分子量，来添加吸附层厚度，就到达扩大位阻作用的意图。 充分使用空间位阻作用较难，假如只考虑吸附量来增大空间位阻位能，会构成颗粒涣散作用的紊乱。空间位阻是因为颗粒的吸附作用，表面活性剂的特殊构型在此得到使用。 用于空间位阻作用的表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、型和非离子型。 阴离子表面活性剂具有一个相对大的、负电荷的疏水基团， 亲水基团一般为碱金属磺酸盐基团，或碱金属硫酸盐基团，别的还有碱金属羧酸盐及磷酸盐类。  与阴离子表面活性剂相反，阳离子表面活性剂的特点是具有一个相对大的正电荷的疏 水基团，一般环绕五价氮构成，如季铵化合物，多用于非水性或酸性水系统，置换颗粒表面吸附的气体和水分。 表面活性剂随系统 pH 值不同而出现阴离子或阳离子表面活性剂的功用， 整体用量不多。非离子表面活性剂在水中不电离，只经过分子中的氧构成氢键与水亲合，亲水部分是含有羟基及/或醚键的物质，也存在更弱的酯键和酰胺键。 除阴离子型表面活性剂外， 吸附于颗粒表面的力均较弱，构成吸附层有限。 所以颜料的涣散剂常常是聚电解质型的阴离子表面活性剂，因为颜料粒子对离子的吸附是电性吸附，吸附力强。 这种聚合物分子量增大还可进步涣散作用，这一趋势有一上限，如聚酸盐含单体量在12～18 间到达最佳涣散作 用，持续增大分子量使吸附分子在颗粒表面所占 面积太大而导致涣散作用弱化。在纳米颗粒涣散研讨中， 因为颗粒极端细微， 表面张力巨大，一切下降颗粒表面张力的物质都将成为有用的涣散剂，非离子表面活性剂的涣散安稳作用得到注重。 非离子型表面活性剂依托某些官能团与粒子表面构成氢键而吸附，如 PEG（ 聚乙二醇），不但在 ZnO 纳米粒子上吸附，也可在作为球形 ZrO2 粉体涣散剂。 但造纸涂料用重质碳酸钙粒度主体不在纳米级， 这种吸附对 GCC 的参照性不大。 要留意的是，颗粒表面期望吸附量多，在调理分子链长度，以增强对固体粒子表面的吸附时，不但要避免分子量太大导致的颗粒絮聚，一起要避免其 对自在水的吸收导致黏度添加， 对寻求低黏度的GCC 涣散晦气。静电安稳作用原理在涣散重质碳酸钙得到广泛运用，如聚酸盐。 但在空间位阻的机理方面了解还不全面，影响了助剂的挑选和运用。二、重质碳酸钙涣散作用点评造纸涂料用 GCC 颜料是由重质碳酸钙经干磨 到 10μm 后，由湿磨微细化制成，涣散进程有二种状况，一是研磨进程参加涣散剂，直接以浆料为制品供货；二是研磨完成后再枯燥/压滤，以粉料/滤饼为制品供货， 制造涂料时需参加涣散剂从头涣散。 无论是哪种涣散，最终都以安稳的涣散浆料投入使用。 怎么科学地表征涣散剂的涣散功能， 现在尚无 一致的办法。 传统的办法是以颜料涣散液的重力沉降行为和涣散液的黏度来点评涣散剂的涣散功率， 后来又提出 Zeta 电位及微粒粒径丈量办法。 以下别离阐明：2.1沉降体积法涣散安稳性好的颗粒沉降速度慢，得到的沉降 体积少，涣散功率可以依发生沉积物紧密度的相对才能加以丈量。 如将涣散液倒入量筒中，静置必定时刻，调查沉降物的体积或高度。 但因为沉降进程是重力作用进程，丈量进程耗时，特别对一些微及更细的粒子沉降耗时更长，现在多选用改进办法如离心沉降办法等。与沉降体积相关的另一种点评涣散安稳性方 法是浊度丈量办法，涣散液沉降必定时刻后，沉降 颗粒大的粒子快速沉出，较小的粒子则由上而下呈 逐渐增浓的弥散散布， 涣散好的悬浮液沉降少，上层清液浊度大，相反，涣散欠好的系统沉降完全，上层清液通明清亮。 上层清液的浊度可以反映出颗粒的涣散状况。2.2涣散液黏度法点评颜料涣散功率最常用的技能就是黏度丈量，因为涣散剂参加引起黏度大幅度下降，涣散效 果好的点以为是黏度最低处。 陈金堂等选用黏度 法对碳酸钙和瓷土颜料的涣散剂用量进行研讨，得到不同粒径和不同粒度散布以及经过不同预处理 的干粉颜料粒子的涣散剂需求量不同。 但需求留意丈量黏度时，不能以为涣散剂用量越多，黏度就越低。 别的需选用不同的剪切速率丈量涣散系统的黏度，因为输入系统的能量不同，对颗粒打散涣散的才能不同，系统的黏度丈量成果随之改变。2.3Zeta 电位丈量办法颗粒涣散到水相中，因为颗粒表面带有必定净电荷，招引平等数量相反电荷，构成 Zeta 电位。 Zeta电位越大，颗粒之间的静电斥力占优势，阐明涣散越安稳。 因为是丈量颗粒表面吸附电荷的巨细，其值显着受系统环境的改变而改变，如 pH 值、电解质 浓度和价键等。 用丈量 Zeta 电位办法可以很快得出成果，但用来点评涣散安稳性，只适应于静电安稳 机理，对空间位阻安稳机理不适应，因此成果会发生误差。李翔等对纳米碳酸钙颗粒涣散发现，Zeta 电位受 pH 值及涣散剂用量的影响， 涣散剂用 量增多并不能使 Zeta 电位绝对值增大，也就是涣散 作用较好的方位并不是 Zeta 电位绝对值最大点。 葛明桥等对纳米碳酸钙在水中的涣散进行了研讨， 选用 SDBS（ 十二烷基磺酸钠） 作为涣散剂，阐明Zeta 电位添加并不能阐明涣散作用就好，即除双电层静电作用外，还有其他要素如空间位阻等显着影响颗粒的涣散性。2.4粒度丈量法将涣散好的颗粒经稀释后选用粒度分析仪丈量均匀粒径及粒径散布。 直接丈量颗粒巨细并没有实践的含义，且受各种预处理条件影响。 但在同一样品的涣散作用比较时，可以发挥作用。 对同一样品，涣散安稳不但是现有的颗粒再聚会少，一起也是已聚会颗粒再涣散开并保持安稳作用好，因此细微的颗粒涣散作用较好。以上几种办法是常用的点评颜料涣散作用的办法，但在使用进程中很不全面，如黏度法以为黏 度最低时涣散作用好，与粒度丈量法中粒度细微时涣散作用好对立，构成困惑。如吴伟强研讨研磨碳酸钙的粒径散布和黏度的联系，以为粒径减小时， 系统黏度增大。 黏度最低时的涣散安稳点与 Zeta 电位最大涣散安稳点不一致。 李建文等也研讨了瓷土的涣散，文中数据发现最低黏度值也与 Zeta 电位最高值不对应。 张勇等研讨超细重质碳酸钙涣散性后，数据中最低黏度时的涣散剂用量与最小颗粒尺度下的涣散剂用量也不相同，也与 Zeta 电位最大值不一致。要得到杰出的颗粒涣散系统，有必要选用科学和精确的涣散安稳性点评办法。 经过以上几种办法的分析比较以为，好的涣散安稳性点评办法应在微观 上可以真实地反映液体涣散系统的安稳状况，微观上可以反映出一次涣散的颗粒粒度。 也就是微观 微观结合的点评办法具有说服力，选用微观的黏度法和微观的粒度法相结合，或是微观沉降法与微观粒度法相结合，单一的微观或微观法都不能表征颗粒的涣散作用。3定论重质碳酸钙是涂猜中的首要颜料，碳酸钙的涣散在造纸涂料制备中非常重要。 其聚会机理、涣散 机理及涣散作用点评是取得安稳涣散颗粒的理论基础。 重质碳酸钙的聚会机理可从招引力、静电排挤力和空间位阻力三者之和别离核算求得， 和为正，则聚会少，和为负，颗粒必定聚会。颗粒涣散机理也与此三种力相关，首要是静电排挤机理、空间位阻机理和静电位阻机理，静电排挤机理简单运用， 空间位阻位能核算公式杂乱，使用也较难， 挑选 GCC 涣散的适宜表面活性剂不简单。涣散颗粒安稳性点评常用有 4 种， 即黏度法、沉降法、粒度法和 Zeta 电位法。 各种办法在使用进程中发生不一致性，主张选用将黏度法和粒度法相结合，或沉降法与粒度法相结合的点评办法。

导读目前国内造纸常用非金属矿物种类20多种，碳酸钙、滑石粉、高岭土仍为消费量最大、最重要的三大白色无机矿物粉体材料。采用现代矿物粉体的超细加工技术、化学改性与颜料复合技术、无机合成技术，以及生产工艺技术和装备的更新，使三大造纸填料和颜料的产品品质不断提高，企业规模化发展速度加快，产品的国产化率达95%以上。2001—2013 年，GCC 和PCC 的消费量和年均增长率如表1 所示，1997—2013 年间消费趋势见图1。表观数据表明，进入21 世纪以来，伴随造纸产业高速发展，碳酸钙保持了连续10 余年的两位数的高速增长，但近两年的年增长率明显下降，预示未来碳酸钙在造纸领域的消费将可能终结其高增长时代，进入缓慢的增长时期。 表1 2001—2013 年碳酸钙消费量及增长率统计图1 1997—2013 年造纸碳酸钙消费趋势目前GCC 生产制造技术和成套装备已日趋完善，国有化率超过90%。国内用于造纸填料和涂料颜料的GCC 制造技术相对成熟，各种规格和性能要求的GCC 可全部实现国内生产。高固含量( > 78%) ､窄粒度分布､低黏度( ≤300 mPa·s) ､超细化( 1μm > 95%) 的高技术浆料产品，在国内多家GCC 企业投入生产，并成功用于1500 m/min 以上高速涂布设备和全碳酸钙涂料配方制造涂布印刷纸的面涂颜料。高品质GCC 浆料产品是目前现代化造纸企业最主要的产品消费形式，也是GCC 的主要发展模式。不完全统计，国内现有湿法GCC 浆料生产企业超过55 家，其中10 万t 以上规模企业28 家，总生产能力超过500 万t，年消费3 万t 以上的造纸企业大多建设了配套的GCC 浆料产品生产线。在一些具备条件的资源地区，利用不同矿物理化特性，相互取长补短，利用方解石伴生矿种和较高白度的叶腊石､白云石､伊利石､透闪石､滑石粉､硅灰石､PCC 等，与方解石混配制造复合型GCC 产品的制造技术得到推广。表2 和表3 列出了目前国内已工业化的几种碳酸钙复配产品的实例。 表2 造纸复配碳酸钙填料的应用实例与特点表3 复配碳酸钙用于造纸涂料颜料的应用实例与特点PCC 比GCC 更早地用于造纸填料和颜料，近10余年一直保持了年均15.47% 的增长，但市场占有率不足GCC 的1/3 ( 见图2) 。PCC 粒子结构疏松，表观粗糙，具有特有的形态特征。与GCC 相比，散光系数高，可赋予加填纸张更佳的松厚度､光学性能和保留率，国内PCC 更多的用于造纸填料，用于造纸涂料的市场份额不足35%。 PCC 生产技术比GCC 复杂，建设投资大，与造纸企业合为一体的卫星式PCC 浆料生产企业的建设，受到优质氧化钙原料供应的限制，是影响造纸PCC消费量增长的重要原因。从长远看，国内石灰石资源储量远高于制造GCC 的优质方解石，不同形态特征和品质特性的PCC 产品可赋予纸张更佳的优良性能，因而具有更广阔的发展潜力。 在过去的十年PCC 加工制造业和造纸业在新型造纸专用产品开发方面做出不懈努力，取得众多技术成果和技术专利，但实现工业转化并实际应用的不多。以中长期市场为目标，目前得到重点关注和有望实现工业推广的技术成果，有以下几方面：1超细( 纳米) PCC 的开发与应用纳米PCC 的开发，在21 世纪最初的几年曾一度受到广泛关注。具不完全统计，国内现有纳米或亚纳米PCC 的生产企业40 余家，生产设计能力超过140万t，实际市场销售量估计在25 万余t，主要用于非造纸行业。此类产品在制造过程的一次粒径通常为纳米细度，但由于PCC 超细粒子具有较强自凝聚倾向，经干燥后的最终产品多为微米级的聚集体，其粒度特征表现为最大粒径超细PCC 在造纸行业的应用目前仍受到价格和应用领域的限制，大多处于实验研究阶段，并力求在高附加值特种纸张中试用，在造纸面涂颜料方面的应用是造纸界的重点研究领域。目前成功的工业应用实例包括:涂料印刷纸或涂布纸板的面涂颜料，替代部分TiO2或煅烧高岭土填料生产装饰纸､字典纸､水松纸､食品医药包装纸，以及用于表面施胶剂颜料方面。中国制浆造纸研究院､北京大学､华南理工大学､大连工业大学､齐鲁工业大学､东北林业大学､金东纸业等10 多家科研院所和造纸企业，对用于铜版纸面涂颜料的实验室研究结果表明，适度添加超细PCC 可以提升纸张涂层的平滑度､耐老化性，有限提高涂布纸白度､光泽度,可改善油墨吸收性､紧度､不透明度和涂层孔隙结构降低粗糙度，提高涂料保水值。主要负效应表现在低切变黏度和高切变黏度增加，涂料胶黏剂用量增加，表面强度下降。总体来看，纳米PCC 对涂料印刷纸品质的有限提高和较高的价格，难以获得理想的性价比。超细PCC 赋予纸张涂层性能的改善，可能主要来自其单一的小尺寸效应，而非真正的纳米材料效应,这是导致其在造纸涂料领域未得到广泛应用的重要技术原因｡2高白度､低黏度PCC 产品的开发提升产品白度和降低颜料分散体黏度是对PCC的研究重点｡10 多家企业已能够稳定提供白度95%-97%的工业产品｡提升PCC 工业产品白度的主要技术手段是通过对石灰石原料的选择､先进的煅烧-消化-除渣净化-碳化工艺技术和装备的改进获得｡某些单独采用化学增白技术提升产品白度的方法,虽然表观白度可提升到95% 以上,但由于选择的化学增白剂与造纸常用增白剂等化学品相溶性差,用于填料和涂料对纸张白度的提升并不明显,容易呈现“假白度”效应。在PCC 生产过程中,采用产品粒子形态和窄粒度分布控制､化学改性､机械解聚与化学预分散处理等制造技术来提升涂料级PCC 的分散性和降低分散体黏度,改善流变特性方面取得重大工业突破｡适用于高固含量造纸涂料使用的新型PCC 产品,其分散体黏度小于400 mPa·s 时的固含量可由过去的60%左右提升到70%以上｡基于PCC 干粉产品的易团聚､难以分散，以及产品粒度分布不合理､黏度高等不足。将常规PCC 经高浓､高线速度分散或经湿法研磨机研磨，制造固含量≥72%的预分散研磨PCC 浆料产品的生产技术，已在几家PCC 工厂投入应用。与经干燥的PCC 比较，可改善流变性､粒度分布､增加-2μm 粒子含量､降低磨耗，从而提高涂布纸张质量和改善造纸生产操作性。3特种形态PCC 产品的开发应用在PCC 制造过程,通过控制生产工艺条件，可制备出各种不同晶体形态和理化特性的PCC 产品。PCC 的粒子形态对改善加填纸张品质和颜料涂布纸涂层结构特性至关重要，纸张质量和造纸涂料特性的改善，很多因素受益于PCC 形态带来的物理特性变化。PCC 晶体形态的稳定控制技术，是生产高品质造纸PCC 的最为重要关键技术，引起PCC 制造业的广泛关注，但与国外先进技术相比仍有较大差距。目前国内已成熟的工业生产技术可制造纺锤状､菊花瓣( 偏三角) 状､立方体､针状等形态产品，真正的片状形态产品尚未实现稳定的工业化生产。菊花瓣状PCC，过去因其价格较高，常用于卷烟纸填料，近来作为高品质低定量胶版印刷纸､轻型纸､信息原纸､装饰纸填料的工业化应用已取得成功。生产实践表明，菊花瓣状PCC 对提高加填纸张灰分､松厚度､透气性､整饰性､印刷适应性，提高填料保留率和清洁白水方面，比纺锤状和立方体PCC具有明显优势。目前此类产品主要由4 家在纸厂内建设的卫星式PCC 浆料生产系统供应，销售价格在700- 800 元/t。预计这一生产方式和产品有望在未来几年得到进一步推广应用。纤维状PCC 是一种具有较大形态比( 长径比15- 25) 的针状产品，与造纸其他填料和纺锤状PCC相比，理论上具有填料保留率高，在提升纸张强度､透气度､松厚度方面效果显著，主要缺点是纸张不透明度较差。华丰纸业有限公司通过与商品PCC 和TiO2混配的实验研究表明，用于卷烟纸填料可明显提高纸张抗张指数､透气度､留着率和包灰性能。一种专用于超压纸填料( 平均粒径1-2 μm)和用于喷墨打印纸､记录纸涂料颜料( 平均粒径0.2-0.3μm) 的空心球形或由纳米级粒子聚集而成的高空隙多聚体PCC 制造专利技术，已进入工业试验阶段。4复合改性碳酸钙产品的开发应用研究复合改性碳酸钙在造纸中的应用，有两点至关重要：首先须考虑改性钙的包覆率和包覆强度，在一定机械剪切条件下包覆材料不应脱落；其次对造纸浆料或涂料体系具有良好的协同效应。复合改性碳酸钙分为无机包覆改性和化学改性两类。无机包覆改性通常选择纳米级氧化硅､氧化铝､氧化钛等包覆于碳酸钙表面，使粒子表面具有微细孔隙结构，产生高的散光系数､比表面积和吸附特性;用于造纸填料，可提高纸张不透明度，改善纸张油墨吸收性。化学改性通常以高分子聚合物或无机盐类助剂包覆或接枝于碳酸钙表面，以改善其与纤维的结合强度，提高填料保留率和抗张强度。 清华大学采用颗粒表面纳米包覆修饰技术，将纳米PCC 包覆于GCC 表面，制造出一种表面粗糙､具有孔隙的球状复合碳酸钙专利产品，用于造纸填料可提升纸张不透明度､松厚度､油墨吸收性和填料保留率。 将 TiO2､SiO2､Al2O3等纳米材料与PCC 或GCC复合改性，制造具有功能特性的复合碳酸钙产品。杭州华丰纸业有限公司将一种TiO2复合碳酸钙产品用于卷烟纸填料，与商品碳酸钙相比，可提升纸张白度､不透明度､填料留着率。 造纸填料碳酸钙的化学改性主要根据植物纤维的特性，试图通过对碳酸钙粒子表面的阳离子化或接枝富羟基､羧基的高分子基团，以增强填料粒子与纤维的结合，从而提高填料保留率和结合强度。目前主要采用变性淀粉､壳聚糖､CPAM､硅酸盐､磷酸盐对碳酸钙进行化学改性。 涂料用碳酸钙的改性则主要考虑通过引入活性剂改变颜料的表面电化学特性、提升颜料粒子的分散性以及降低分散体的黏度､改善涂料流变特性，以适应高固含量造纸涂料的使用要求。 改性剂的正确选择不仅要考虑活化剂与碳酸钙及其复合粒子的亲和性，同时要考虑助剂与纸浆中添加的其他化学助剂的相溶性；特别是用于涂料体系的改性钙与常用涂料的胶料､辅料助剂的配伍效应。目前国内化学改性造纸碳酸钙及对纸张性能的影响见表5｡

碳酸钙具有方解石、文石和球霞石3种晶型结构，常温常压下方解石最安稳，球霞石热力学安稳性较差，因而制备的碳酸钙多由方解石构成。 碳酸钙微球具有体积小、比表面积大、孔隙率大等特色，广泛使用于生物技术、医药等高端职业。碳酸盐与钙盐在无其他物质的参加下能够直接反响得到立方体碳酸钙，产品一般由方解石构成，一些表面活性剂如柠檬酸(CA)、乙二胺四乙酸盐(EDTA)和十六烷基三甲基化铵(CTAB)以及部分聚合物等能够调控碳酸钙的成长，操控碳酸钙的结晶速度和描摹，终究操控碳酸钙的晶型及晶粒大小。陈先勇等以柠檬酸钠作晶型操控剂，以醋酸钙和碳酸钠为质料制备出了孪生球状碳酸钙。 1、试验 (1)试剂 无水氯化钙(CaCl2)、无水碳酸钠(Na2CO3)、无水乙醇(C2H5OH)和一水柠檬酸(C6H8O7·H2O)、(NaOH)。 (2)仪器与设备 场发射扫描电子显微镜(FESEM，表面镀金，作业电压15kV)、Zetasizer3000HS、多功能X射线衍射仪(XRD，扫描视点3-80°，铜靶，电压40kV，电流40mA)、SpectrumOne型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR，KBr压片，测验规模400-4000cm-1)。 (3)乙醇溶液法制备碳酸钙 别离制造2份100mL体积分数为0，25%，50%和75%乙醇水溶液贮存于0℃条件下备用，称取4份0.01mol的无水氯化钙别离参加4种不同体积分数的乙醇水溶液中拌和使其充沛溶解，相同办法称取4份0.01mol的无水碳酸钠别离参加不同体积的乙醇水溶液中拌和使其充沛溶解，并在0℃水浴条件下别离参加相应乙醇体积分数的CaCl2溶液中，然后用浓度为1.0mol/L的NaOH溶液调理溶液的pH值为12.0，拌和1h后静置沉降，过滤，用蒸馏水洗刷数次，冷冻干燥。 同样地，称取0.01mol的无水氯化钙和无水碳酸钠，别离参加2份100mL体积分数为50%的无水乙醇溶液中，拌和使其溶解充沛，将Na2CO3溶液在水浴温度为60℃条件下，参加CaCl2溶液中，然后，用1.0mol/L的NaOH溶液调理溶液的pH值为12.0，拌和1h后，静置沉降，过滤，用蒸馏水洗刷数次，冷冻干燥。 (4)添加柠檬酸制备碳酸钙 称取0.01mol的一水柠檬酸，参加100mL浓度为0.15mol/L的CaCl2溶液中，拌和使其溶解均匀，用1.0mol/L的NaOH溶液调理溶液的pH值为5.8，必定拌和速度下快速倒入100mL浓度为0.15mol/L的Na2CO3溶液，调理溶液的pH值为12.0，拌和1h后静置沉降，过滤，用蒸馏水洗刷数次，冷冻干燥。同上所述，称取0.1mol的一水柠檬酸进行上述反响。 2、成果与评论 (1)描摹分析由图1可知，乙醇的体积分数为0(水溶液)时，制备的碳酸钙相似于短柱状，面和棱均清晰可见; 乙醇的体积分数为25%时，制备的碳酸钙相似于梭状，并且单个呈现空心，见图1b中扩大图，制备的碳酸钙没有显着的棱角，空心梭的截面呈现空心环的描摹; 乙醇的体积分数为50%时，制备的碳酸钙为双球形，从图lc中的扩大图能够看出，微球是由纳米颗粒构成; 乙醇的体积分数为75%时，制备的碳酸钙相似于棉絮状，见图1d中扩大图。 跟着反响溶液中乙醇体积分数的添加，碳酸钙晶粒的直径逐步减小，能够估测乙醇的添加能够阻挠碳酸钙的成核或成长。乙醇的体积分数为50%时，生成的碳酸钙是直径为纳米级的颗粒，因为较高的表面能而聚组成球，构成双球状。图2为乙醇体积分数为50%时，不同水浴温度条件下制备的碳酸钙微球FESEM图画。从图中能够看出，较高温度下制备的碳酸钙微球中间洼陷程度较小，或许是跟着反响时间添加，高温下乙醇部分蒸发导致浓度减小，对碳酸钙的成长按捺效果减小，然后有利于碳酸钙微球的成长，中间洼陷程度削减。图3是柠檬酸浓度别离为0.1、1.0mol/L时，制备的碳酸钙微球FESEM图画。柠檬酸浓度为0.1mol/L时，制备的碳酸钙微球粒径较大。经过图3a中扩大图能够看出，与在乙醇溶液中制备的碳酸钙相似，都是由纳米状碳酸钙聚合而成，不同的是在柠檬酸的操控下制备的碳酸钙微球没有中间洼陷，构成的球较规整。 柠檬酸浓度为1.0mol/L时，制备的碳酸钙微球粒径显着减小，且相似于圆饼状，由图3d中扩大图发现，制备的碳酸钙微球相似于层状包裹而成，而不是由碳酸钙纳米颗粒聚合而成，这与其他微球显着不同。 比照图3a和图3b发现，柠檬酸能够有用地阻挠碳酸钙晶粒的成长，并且柠檬酸的浓度为1.0mol/L时能够促进碳酸钙更好地成球。 经过图2和图3能够看出，在乙醇溶液和柠檬酸溶液中都能制备出描摹较规整的碳酸钙微球，并且跟着无水乙醇和柠檬酸的量的添加，制备的碳酸钙晶粒都有必定程度的减小，阐明两者都能够按捺碳酸钙的成长。 (2)相结构分析图4为图1对应制备碳酸钙的XRD谱图。图4中a对照X射线标准卡片发现与碳酸钙的标准卡片JCPDS47-1743完全契合，阐明制备的碳酸钙是由方解石构成，图4中a和b在29.4°处的峰十分强并且尖利，对应的是碳酸钙的(104)晶面，阐明图4a和b对应的碳酸钙结晶性杰出。 图4中b、c和d在2θ坐落24.9°、27.1°、32.8°、43.9°、50.1°处均呈现球霞石的特征峰(JCPDS33-268)，阐明图4b、c和d对应的碳酸钙中均有球霞石存在，并且方解石的峰值逐步减小;球霞石的峰值逐步添加，阐明跟着反响溶液中的无水乙醇含量添加，制备的碳酸钙中的方解石含量逐步削减，球霞石逐步添加，因而，能够揣度乙醇能够按捺方解石的生成，促进球霞石的生成，并且跟着乙醇含量的添加，对方解石的按捺效果添加，进而影响碳酸钙的结晶度。图5为图2和图3对应制备碳酸钙的XRD谱图。图5中a和b是无水乙醇体积分数为50%时别离在0、60℃条件下反响制备的样品的XRD谱图。与图5a对应的碳酸钙是由方解石和球霞石构成不同，图5b对应的碳酸钙是由方解石和文石构成的，估测或许是反响系统温度较高，促进球霞石转化为热安稳性较高的文石，别的，反响系统温度的升高，系统中乙醇的含量下降，按捺效果下降，也促进文石的发作。 图5c和5d是反响系统中添加柠檬酸后制得的碳酸钙的XRD谱图。经过比较发现，柠檬酸的浓度为0.1mol/L时，制备的碳酸钙样品是由方解石构成;而柠檬酸的浓度为1.0mol/L时制备的碳酸钙样品是由方解石和球霞石构成。与未添加柠檬酸时制备的碳酸钙的XRD谱图(图4a)比照，标明柠檬酸的添加会按捺方解石的成长，促进球霞石的成长，然后按捺碳酸钙的结晶，并且跟着柠檬酸含量的添加，对反响系统的按捺效果增大。图6为不同条件下制备的碳酸钙的FTIR谱图。712、874、1417cm-1处呈现的峰是方解石的特征吸收峰，745cm-1是球霞石的特征峰，1455-1490cm-1对错晶碳酸钙的吸收峰。由此可知，图6中a和d对应的碳酸钙微球含有球霞石，这与XRD图的分析成果共同。4个样品中均呈现非晶态碳酸钙的特征吸收峰，阐明乙醇溶液和柠檬酸的参加都在必定程度上按捺了碳酸钙的结晶，促进非晶态碳酸钙的发作，这也契合XRD图得出的定论。样品b中未呈现文石的特征吸收峰，这与XRD得出的定论不太共同，或许是被其他较强的峰掩盖，也或许是在样品制备过程中发作反响。 3、碳酸钙微球的构成机理 在制备碳酸钙的反响中，没有柠檬酸的参加下，氯化钙溶液和碳酸钠溶液一经混合，反响首要生成热安稳性较好的方解石。反响过程中晶核的发作需求较大的能量，晶核的成长速度远远大于构成速度，因而倾向于构成描摹较大，晶面较规整的碳酸钙(图la)。描摹操控剂的参加阻挠了Ca2+和CO32-的有用磕碰，按捺晶核的构成和成长，然后按捺反响的进行，到达操控样品描摹的意图。 当按捺剂的量较多时，进一步阻挠系统反响的进行，进而添加系统的能量，促进很多晶核的发作。因为比表面积较大，因而晶核在成长过程中聚会构成颗粒的集合体，然后构成比表面积较小的球状(图2a、2b和2c)。乙醇溶液对碳酸钙的成长具有按捺效果，乙醇钙的电离才干较强，而乙醇是弱电解质，溶液中存在很多的乙醇分子。估测反响过程中乙醇分子的存在阻挠了Ca2+和CO32-的有用磕碰，而乙醇分子的存在也阻挠了碳酸钙晶核的成长。跟着乙醇浓度的添加，系统中乙醇分子和离子的量添加，阻挠效果增强。而反响温度的添加，促进了乙醇的蒸发，下降了反响系统中乙醇的含量，然后下降了乙醇的按捺效果，加速反响的进行，削减球霞石的发作而构成文石(图2b)。图7为柠檬酸的分子结构图。柠檬酸根离子是一种较强的金属鳌合剂，能与钙离子鳌合，构成安稳的柠檬酸钙，这与乙醇钙的阻挠效应不同。添加柠檬酸后，柠檬酸根离子与钙离子鳌合构成结构安稳，易溶于水的柠檬酸钙，下降了系统中钙离子的浓度。跟着柠檬酸钙的缓慢离解，Ca2+与溶液中游离的CO32-反响生成CaCO3，少数柠檬酸根离子吸附在晶核表面，按捺晶面的进一步成长，然后使溶液中碳酸钙的过饱和度添加。而球霞石是碳酸钙无水结晶中最不安稳的晶型，一般需求更好的表面能和较高的过饱和度才干构成，因而，反响有利于生成球霞石。 跟着柠檬酸浓度的增大，更多的柠檬酸根离子集合到碳酸钙分子周围，下降了晶核构成的能垒，促进碳酸钙晶核的发作，而进一步按捺晶体的成长。因为柠檬酸根离子浓度较大，对碳酸钙晶体成长的按捺效果也更强，终究得到粒径较小的含有很多球霞石晶型的碳酸钙颗粒。又因为柠檬酸根的空间位阻效果较大，因而，制得的球形碳酸钙微粒的分散性较好，粒度散布较会集。 另一方面，初始构成的纳米级碳酸钙小颗粒具有较高的表面能，为了下降表面能，小颗粒极易集合到一同，而初始构成的碳酸钙集合体表面高低不平，在集合体表面凹的部分区域液相相对流速较慢，Ca2+和CO32-简单在该区域富集，较易快速构成许多小晶粒，这些小晶粒经过彼此交融及结构重组完成集合体的表面最小化。而柠檬酸浓度增大时，吸附在碳酸钙表面的柠檬酸量添加，阻挠了Ca2+和CO32-在碳酸钙表面的富集，按捺碳酸钙颗粒的成长，因而，颗粒直径减小(图3b)。图8所示为依据试验分析得出的或许的碳酸钙微球构成机理。 4、结语 (1)别离选用乙醇和柠檬酸作为碳酸钙粒子的结构和描摹的调控剂，发现二者都能经过按捺碳酸钙的成长调控碳酸钙的结晶，然后制备出不同描摹的碳酸钙。 (2)经过改动试验条件发现乙醇和柠檬酸制备碳酸钙的机理不同，乙醇溶液经过下降粒子的活性来按捺碳酸钙的成长速度，而柠檬酸经过与钙离子反响下降溶液中钙离子的浓度来调控碳酸钙的成长速度。 (3)乙醇溶液对碳酸钙描摹的影响较严峻，50%体积分数的乙醇溶液与浓度为1.0mol/L柠檬酸调控下都能制备出描摹杰出的碳酸钙微球，但是在柠檬酸调控下制备的碳酸钙微球描摹愈加规整，粒度也较小，使用规模愈加广泛。  材料来源于碳酸钙微球的制备及其机理。

导读纳米碳酸钙作为一种优秀的填料， 具有色白质纯、易于上色、化学性质安稳、本钱低价、粒径和粒子形状能够操控等优势， 现已成功地运用在橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等范畴。 纳米碳酸钙作为一种优秀的填料， 具有色白质纯、易于上色、化学性质安稳、本钱低价、粒径和粒子形状能够操控等优势， 现已成功地运用在橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等范畴。鉴于纳米碳酸钙优胜的功能。更多的潜在价值也正成为开发热门。  1按制备办法的分类  ⑴化学办法 分为碳化法、苏尔维法、联钙法、苛碱法和氯化钙-苏打法五种办法，其间运用最多的是碳化法，其次是氯化钙-苏打法，其它三种办法运用很少，在此首要介绍碳化法的出产原理。 ①碳化法制得的碳酸钙称为轻质碳酸钙或沉积碳酸钙，其根本办法如下： 石灰烧制：CaCO3——CaO+ CO2+Q1 消化反响，也称化灰反响：CaO+H2O—Ca(OH)2+Q2 碳化反响：Ca(OH)2 + CO2——CaCO3↓+ Q3 ②苏尔维法（Solvay），即在出产纯碱的进程中联产碳酸钙。其化学反响进程如下：③联钙法。以废石灰渣和氯碱工业的廉价为质料出产碳酸钙。用处理消石灰得到氯化钙溶液，氯化钙溶液在吸入气后用二氧化碳进行碳化便得到碳酸钙沉积。其化学反响进程如下：④苛化碱法。在烧碱(NaOH)的出产进程中，可得到副产品轻质碳酸钙。即在纯碱水溶液中参加消石灰，即可生成碳酸钙沉积，并一起得到烧碱水溶液，最终碳酸钙沉积经脱水、枯燥和破坏便制得轻质碳酸钙。其化学反响进程如下：⑤氯化钙—苏打法。在纯碱水溶液中参加氯化钙进行复分解反响，并进行快速冷却而生成无定形的碳酸钙沉积，然后经脱水、枯燥和破坏而制得沉积碳酸钙。总归，选用上述化学办法出产的轻体的首要特色是： a 粒度小，一般均匀粒径在数微米以下；b 粒度散布窄，可视为单涣散粉体； c 粒子晶型多样化，运用于不同职业需求不同的晶型。⑵ 物理办法习惯上也称研磨法，即由天然矿藏直接经机械破坏所得产品，因其比重大于轻钙，故名重质碳酸钙（简称重钙，GCC）。其加工进程又分为干法和湿法两种研磨工艺，产品分普通型，如双飞粉 200 目、三飞粉（325 目、45~125μm）、细粉（325~1250目、10~45μm），超细型（＞1250 目、2~10μm），超细活性型（经表面活化处理）三种。重钙的粉体特色是： ①粒子形状不规矩； ②粒度散布比较宽，是多涣散体；③粒度比轻钙要粗，同样是超细碳酸钙，超细重钙的粒度比超细轻钙的粒度等级要相差一级，即超细重钙的粒度只相当于微细轻钙的粒度。重钙还具有报价低价、简单制取、出资仅为轻钙的 1/4~1/3 等特色。 现在，GCC 的产值和市场占有率都远大于 PCC，但现在世界上即便最先进的研磨工艺也只能使 GCC 到达 1μm 左右，因而 GCC 无补强效能，假如用于橡胶、塑料、高级涂料等范畴时只能起到填充增容效果；因为超细轻钙的晶型可控、半补强和补强效果等优异纳米材料特性，是现在重钙所无法具有的，因而，虽然其报价远高于重钙，出产技能也杂乱得多，但在用作许多中高级产品的功能性填料方面是重钙所无法替代的，也是超细轻钙的研制技能方兴未已的本源地点。  2依照是否进行表面处理分类 普通沉积碳酸钙和活性碳酸钙（简称活性钙，Activate Calcium Carbonate 简称 ACC；或许 Surface Coated Calcium Carbonate，简称 SCCC），用亲水性和疏水性来判别是否活化。活性碳酸钙又称改性碳酸钙、表面处理碳酸钙、胶质碳酸钙或白艳华，因为活性碳酸钙都具有必定程度的补强效果，因而，习惯上把活性碳酸钙称之为改性碳酸钙。活性钙具有粒径小、吸油值低、涣散性好、能补强等特色。  3按其专门的用处分类 ⑴橡胶专用钙 (Calcium Carbonate， Rubber)⑵塑料专用钙 (Calcium Carbonate， Plastic)、GCC，可细分为 PVC 专用 PCC、GCC，PE 专用 PCC、GCC 和 PP 专用 PCC、GCC 等。⑶涂料专用钙(Dope Calcium Carbonate)：还可进一步细分为油漆专用钙、涂料专用钙。⑷油墨专用钙，也称通明钙 (Calcium Carbonate， Printing)。⑸造纸专用钙(Calcium Carbonate， Paper)：造纸专用 PCC、GCC。⑹食物专用钙(Edible Calcium Carbonate)，葡萄糖酸钙、乳酸钙等。⑺药典专用钙(Medicinal Calcium Carbonate)，如：发酵专用碳酸钙用于出产抗生素。⑻生物专用钙(Biologic Calcium Carbonate)，如：胶囊专用钙、生物钙片等。  4依照碳酸钙的晶型和描摹分类 对纳米碳酸钙来说，晶型是一个很重要的技能指标。因为不同晶型的产品适用于不同运用范畴，只要依据详细的用处来断定适宜的产品晶型，才干出产出适销对路的产品。因加工办法和结晶条件的不同，产品的原始颗粒（也称一次粒子）的形状不同，在运用中就反响出不同的效果。碳酸钙的晶型有三种：方解石、文石、球霰石，别离归于三方、正交和六方晶系，但其描摹有几十种，常见的有以下八种晶体描摹。 ⑴无规矩形碳酸钙即以天然的方解石、石灰石、大理石、白垩等为质料，由机械破坏或气流破坏到必定的细度标准，因其比较照沉积碳酸钙重，故名重质碳酸钙、重质微细碳酸钙等都是无规矩体。在电子显微镜下可调查其颗粒巨细差异较大，并且颗粒外有必定棱角，GCC 的比表面积小，约为 1m2/g 左右，吸油值为 20～27ml/100g 左右。FGCC均匀粒径可达 3μm 以下，比表面积为 1.45～2.1m2/g，吸油值为 48ml/100g 左右。总归，GCC 具有形状不规矩、粒径散布宽、密度大、比表面积小、吸油值较低一级特色。 ⑵纺锤形碳酸钙普通轻钙产品，无需添加任何晶型导向剂，晶型为两头尖，如纺锤。其长径为5～12μm，短径为 1～3μm。假如参加的结晶操控剂为H2O2和螯合剂等还可得到短径为 0.1～1μm 的小纺锤，其粒径为 100～1000nm，长径比为 3～4，在枯燥进程中不发生二次凝集，涣散性非常好。 ⑶立方形碳酸钙碳化反响前期，在氢氧化钙浆液中添加硫酸、或硫酸铝、硫酸锌等硫酸盐、或钠等晶型导向剂，可出产出立方体形的超细碳酸钙产品，其粒径为 5-100nm，且粒度均匀、涣散性好、吸油值较低。日本白石工业株式会社以 Al2(SO4)3或 ZnSO4为晶型导向剂，选用两段喷雾碳化法制得了均匀粒径为 5-20nm 的立方体形纳米碳酸钙。郑岚等以硫酸为晶型导向剂，选用间歇鼓泡碳化制备了均匀粒径为 45nm 的立方体形纳米碳酸钙 。 ⑷针状形碳酸钙也称为晶须状碳酸钙：以焦磷酸钠溶液、或氯化、或硫酸钠溶液作为晶型导向剂，可得到超细针状碳酸钙晶体。福建师范大学许兢等运用尿素水解法，在蒸汽压力锅中、稳定高温高压下，无须参加晶型导向剂，就能制备出高纯度的晶须碳酸钙。针状纳米碳酸钙具有白度高、出产本钱低、强度高、填充功能好等长处，有望替代玻璃、石绵等纤维材料和贵重的钛酸钾、碳化钛（TiC）等晶须材料，在造纸、塑料、橡胶和涂料等工业范畴很多运用，据悉湖南某公司出产的晶须碳酸钙价格每吨高达万元以上。 ⑸链锁形碳酸钙经过在碳化反响前期，添加六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸与、或许顺丁稀二酸等添加剂，或在碳化进程中参加三等都可得到纳米级链锁形超细碳酸钙。清华大学崔爱莉等的研讨标明，在碳化反响初期形成单颗粒微晶后，参加 AlCl3，AlCl3水解生成Al(OH)3，因为 Al(OH)3的粘结效果，把一个个小颗粒微晶连接成由几个到几十个超细的立方晶体按必定方向松散地结合在一起的链锁形碳酸钙，其均匀粒径为10-100nm，长径比为1:5-50。 ⑹球形碳酸钙在以 CaCl2和 Na2CO3为质料出产碳酸钙的复分解反响中，在 Na2CO3溶液中参加EDTA 和 Na2HPO4，然后拌和下将 CaCl2溶液滴加到 Na2CO3溶液中直到反响彻底，抽滤、枯燥，即可得到均匀粒径为 50-70nm 的球形纳米碳酸钙产品。 ⑺片状形碳酸钙在含有少数磷酸三丁酯和硼砂的氢氧化钙浆液中通入CO2进行碳化，再经离心过滤、枯燥得到片状碳酸钙；大多数晶体学者以为，添加有机膦作为晶型导向剂，选用碳化法可制得片状微细碳酸钙。即别离制造含少数二、十二烷基磺酸钠和的碳酸钠和氯化钠水溶液，先经超声波乳化制成 W/O 型碳酸钠乳状液和 W/O 型氯化钙乳状液，然后将二者混合拌和后，水浴加热使乳液分层，将上层溶液过滤、烘干，得到厚度为 100nm、平面巨细为 10-20μm 的微细片状碳酸钙。 ⑻无定型体这是一种自然界不存在的非晶型碳酸钙，首要是选用可溶性碳酸盐和可溶性钙盐，如碳酸钾和氯化钙等，用界面低温复分解反响的办法制备的碳酸钙，由浓溶液快速沉积而成；也有人在 CaO—CH3OH—CO2体系中合成了非晶态碳酸钙。同其它结晶产品比较，其比表面积高达 600m2/cm3，约为结晶产品的 20 倍，对色、臭的吸附性极高，在必定的条件下又可放出被吸附的气体，是一种很好的吸附剂；此外，该产品在水中溶解性极好，为结晶产品的 30 倍，打破了碳酸钙难溶于水的概念，可用作食物。  5粒径进行分类 微粒碳酸钙，粒径＞5000nm;微粉碳酸钙，粒径规模为 1000~5000nm；微细碳酸钙，粒径规模为 100~1000nm;超细碳酸钙，粒径规模为 20~100nm;超微细碳酸钙，粒径＜20nm.一般把超细碳酸钙和超微细碳酸钙又合称纳米级碳酸钙。  6沉降体积初步判别沉积碳酸钙粒度的品种 沉降体积(Sedmentation Bulk)是单位质量的产品碳酸钙在 100ml水中震动并静置 3h 后所具有的体积(ml)。沉降体积越大，阐明产品粒度越小、密度越轻、产品层次越高。轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8ml/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，纳米碳酸钙的沉降体积（3.0~4.0ml/g）又要大于轻质碳酸钙。众所周知，影响碳酸钙沉降体积的要素，除粒径巨细外，还有碳酸钙晶型，其晶型具有多样性，即便是同一晶型也因其不是非常规矩的几许描摹，相互之间也不可能相同，故晶型对沉降体积的影响比较杂乱，所以，用沉降体积的办法来断定粒径的巨细不是非常科学，差错较大，只能作为初步判别普通轻钙、改性轻钙和非改性纳米碳酸钙的品种。  7吸油值巨细判别产品结构 碳酸钙的吸油值（Oil Absorption Number）与其颗粒间的空地及其表面功能、比表面积有关。颗粒大、粒度散布均匀、表面光洁的产品，比表面积小，吸油值低；反之，颗粒微细、粒度散布不均匀、晶体结构杂乱或许有缺点，比表面积大，则吸油值高；关于活性钙来说，其吸油值远小于普通碳酸钙，并随碳酸钙表面吸附的活性含量的添加，吸油值呈下降趋势。没有经过改性处理的纳米碳酸钙除了表面带有静电易于聚会，运用时不易打散外，并且其吸油值的凹凸将严重影响其运用功能。  8用亲水性和疏水性判别是否活化 普通碳酸钙未经活化处理，呈亲水性(HydropHilicity)，与水能够按不同份额混合，经拌和之后，静置几小时皆沉积在水中；经活化处理后的沉积碳酸钙一般呈疏水性(HydropHobicity)，与水不相溶，一再拌和之后，碳酸钙一直悬浮在水面上。工业上选用活化度来衡量碳酸钙的活化程度。  9用比表面积巨细判别是否微细 碳酸钙的均匀粒径与其比表面积(Specific Surface Area)有着内涵的联络，除了用沉降体积来初步判别粒径巨细外，还能够经过其比表面积的巨细来较精确地判别均匀粒径的巨细。国外有学者依据均匀粒径与比表面积之间的联系，得出以下经历公式： S=2.21/d式中：S——单位质量纳米碳酸钙产品的比表面积（m2/g）； d——为均匀粒径（μm）； 2.21——为经历常数。 依据该公式可算出均匀粒径为 0.02-0.1μm 纳米碳酸钙的比表面积，见表 1-3所示。 10碳酸钙产品的体系命名办法 为了便于碳酸钙产品的开发、推行、运用和差异，碳酸钙职业制定了如下体系命名办法。命名由三项组成，第一项为汉语拼音字母；第二项由阿拉伯数字组成；第三项为拼音字母。其含义为：第一项表明加工办法，用 Z、Q 表明。其间，Z——表明非化学办法加工的重质碳酸钙。Q——表明化学办法加工工业的沉积碳酸钙。 第二项表明产品的均匀粒径规模。其间：1—d＞5μm2—1μm＜d≤5μm3—0.1μm＜d≤1μm4—0.02μm＜d≤0.1μm5—d≤0.02μm第三项表明产品改性处理与否。其间：B——表明未经改性；G——表明经改表面活性剂处理。 例如：Q4G——表明由化学办法加工的超细活性碳酸钙； Z3G——表明超细重质活性碳酸钙。