聚合物(wu)的(de)(de)物(wu)理性能受活化(hua)度的(de)(de)高低(di)的(de)(de)影(ying)響，而活化(hua)度的(de)(de)高低(di)，除(chu)了與改性劑有(you)關，關鍵點(dian)還在于碳酸(suan)(suan)鈣粒(li)子是否真正分(fen)散(san)。因(yin)此，碳酸(suan)(suan)鈣的(de)(de)分(fen)散(san)程度、改性效果的(de)(de)好壞，直接影(ying)響到(dao)其使(shi)用(yong)價值和(he)應用(yong)領域。
1、濕法(fa)改性常(chang)用藥劑及工(gong)藝
濕法活(huo)化是將活(huo)化劑加入到溶(rong)劑中(zhong)(zhong)（如(ru)水中(zhong)(zhong)），將碳(tan)酸(suan)(suan)鈣在(zai)其中(zhong)(zhong)進行攪拌使(shi)其表面包覆，最后再進行千燥，這一(yi)般在(zai)輕質碳(tan)酸(suan)(suan)鈣或者納米(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣生產企業中(zhong)(zhong)完(wan)成(cheng)。
碳酸鈣顆粒(li)(li)經濕法(fa)改性(xing)處理(li)(li)后，其表面(mian)(mian)能降低，即(ji)使經壓濾、干(gan)燥(zao)后形成(cheng)二次粒(li)(li)子，僅形成(cheng)結合力較(jiao)弱的(de)(de)軟(ruan)團聚，有(you)效地避免了干(gan)法(fa)改性(xing)中(zhong)因(yin)化學鍵氧橋的(de)(de)生(sheng)成(cheng)而(er)導(dao)致的(de)(de)硬團聚現象(xiang)。此法(fa)是傳統的(de)(de)碳酸鈣表面(mian)(mian)處理(li)(li)方(fang)法(fa)，適用(yong)于水(shui)溶性(xing)的(de)(de)表面(mian)(mian)活性(xing)劑，該(gai)法(fa)的(de)(de)優點是包(bao)覆均勻(yun)，生(sheng)產質(zhi)量高(gao)。但(dan)干(gan)燥(zao)需(xu)要控制(zhi)一定的(de)(de)溫度(du)和條件，有(you)些(xie)表面(mian)(mian)處理(li)(li)劑不溶于水(shui)或在水(shui)中(zhong)易分解，采(cai)用(yong)其它(ta)有(you)機試劑又有(you)成(cheng)本和安全問題。
（1）硬脂酸（鹽）表面活性(xing)劑
硬(ying)脂酸(suan)(suan)（鹽）表面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑是(shi)碳酸(suan)(suan)鈣改性(xing)(xing)常用(yong)表面(mian)處理(li)劑之一(yi)(yi)，屬于陰離子表面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑，分子一(yi)(yi)端長鏈烷基(ji)的(de)結構和(he)高分子結構類似，為(wei)(wei)親油性(xing)(xing)基(ji)團，因而與(yu)高分子基(ji)料(liao)有較(jiao)好的(de)相容性(xing)(xing)，另一(yi)(yi)端為(wei)(wei)羧基(ji)等(deng)水溶(rong)性(xing)(xing)極性(xing)(xing)基(ji)團，可與(yu)碳酸(suan)(suan)鈣等(deng)無機填料(liao)表面(mian)發生物理(li)、化學吸附。
硬脂酸（鹽）改(gai)性碳(tan)酸鈣的具(ju)體反應機理是(shi)在堿性條件下，ROOH-與(yu)Ca2+等組(zu)分發(fa)生(sheng)反(fan)應生(sheng)成脂(zhi)肪酸鈣沉淀物，包覆于碳酸鈣表面(mian)，使粒子的(de)表面(mian)性質(zhi)由親水變為親油。
岳林海(hai)等報道了以硬(ying)脂(zhi)酸(suan)鈉鹽皂(zao)化(hua)液為介質，用(yong)共沉淀法制(zhi)備(bei)復合碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣。金瑞娣等研究了硬(ying)脂(zhi)酸(suan)鈉原(yuan)位改性(xing)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣，在(zai)改性(xing)劑存在(zai)條(tiao)件下，由(you)氫(qing)氧化(hua)鈣經過碳(tan)(tan)(tan)化(hua)制(zhi)備(bei)改性(xing)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣，表明憎(zeng)水性(xing)是由(you)于硬(ying)脂(zhi)酸(suan)鈉以離子鍵(jian)的形式結合到碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣表面形成難溶硬(ying)脂(zhi)酸(suan)鈣。
（2）磷(lin)酸鹽和縮(suo)合(he)磷(lin)酸表面活(huo)性劑(ji)
磷酸(suan)鹽等脂肪酸(suan)（酯）用(yong)于碳酸(suan)鈣的表(biao)面(mian)改(gai)性，是利用(yong)特殊結構(gou)的多聚磷酸(suan)酯（ADDP）對碳酸(suan)(suan)鈣(gai)進(jin)行表面改性后(hou)，碳酸(suan)(suan)鈣(gai)粒(li)子表面疏水親(qin)油，在(zai)油中的平(ping)均團(tuan)聚粒(li)徑(jing)減(jian)小，將改性的碳酸(suan)(suan)鈣(gai)填充于PVC塑料(liao)體系(xi)可(ke)(ke)顯著改善塑料(liao)的(de)加工(gong)性能和力學性能。混合使(shi)用硬脂(zhi)酸和十二烷基苯(ben)磺酸鈉對輕質(zhi)碳(tan)酸鈣進行表面(mian)(mian)處理，可(ke)(ke)以提高表面(mian)(mian)改性的(de)效(xiao)果。
（3）季胺鹽(yan)類表面活(huo)性劑
季胺鹽類是一種陽離子(zi)表面活性(xing)劑，它帶(dai)正(zheng)電的一端通(tong)過靜電吸(xi)附在碳(tan)酸(suan)鈣表面，另一端可以和(he)高聚物(wu)進行交聯，實現對碳(tan)酸(suan)鈣的表面改(gai)性(xing)。
張(zhang)智宏(hong)等(deng)利(li)用新型陽離子表面活性劑(ji)十(shi)六烷基(ji)二甲基(ji)烯丙(bing)基(ji)氯化銨（CDAAC）對碳(tan)酸鈣進行(xing)有機化改性(xing)，改性(xing)產品用作橡膠填充劑獲得了良好效果。
2、干法改性常用(yong)藥(yao)劑及工藝
干法改性工藝流(liu)程是把碳酸鈣粉末(mo)放入(ru)高速混合(he)機，再投入(ru)表面改性劑，借助混合(he)機作用和(he)一定的溫度使(shi)改性劑均勻的吸附于碳酸鈣粒子的表面，達到改性效果。
干法改性工藝的(de)關鍵(jian)技術要求為：快速的(de)混(hun)合(he)以利(li)于偶聯劑均勻的(de)包覆于碳(tan)酸鈣粒(li)子表面(mian)，合(he)適的(de)溫度以利(li)于反(fan)應(ying)和吸附的(de)進行，碳(tan)酸鈣干燥不含水分以免偶聯劑先與(yu)水反(fan)應(ying)，而不是和碳(tan)酸鈣表面(mian)的(de)-OH反(fan)應，影響改性效果。
表面改性(xing)劑(ji)(ji)一般(ban)為偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)，偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)對碳酸(suan)(suan)鈣(gai)進行表面改性(xing)，是(shi)利用偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)一端的(de)基團可以與碳酸(suan)(suan)鈣(gai)的(de)表面發(fa)生反應，形(xing)成強有(you)力的(de)化學鍵(jian)合，而偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)的(de)另(ling)一端可以與有(you)機(ji)高分子發(fa)生某(mou)種(zhong)化學反應或機(ji)械纏繞，從而把碳酸(suan)(suan)鈣(gai)和有(you)機(ji)高分子兩種(zhong)性(xing)質差(cha)異(yi)極大的(de)材(cai)料緊密(mi)結合起(qi)來。目前市場(chang)上偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)主要(yao)有(you)鈦酸(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)、鋁酸(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)、硼酸(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)和磷酸(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)等。
干法(fa)改性(xing)(xing)工(gong)藝(yi)加(jia)工(gong)過程(cheng)簡單，生產(chan)設備(bei)投資和生產(chan)成本較(jiao)(jiao)低，出料(liao)后可直接進行(xing)(xing)包裝，但與(yu)濕(shi)法(fa)比較(jiao)(jiao)，活化(hua)度(du)欠佳，且很難(nan)對一次(ci)粒徑(jing)的(de)(de)(de)碳(tan)酸鈣顆粒進行(xing)(xing)均(jun)勻的(de)(de)(de)表面(mian)包覆，因此(ci)，干法(fa)活化(hua)工(gong)藝(yi)目前適用(yong)于(yu)(yu)填料(liao)級的(de)(de)(de)碳(tan)酸鈣改性(xing)(xing)處(chu)理，用(yong)于(yu)(yu)功能性(xing)(xing)納(na)米碳(tan)酸鈣還(huan)有待進一步(bu)改進
3、碳酸(suan)鈣改性(xing)效果評價(jia)
改性(xing)(xing)碳(tan)酸鈣效果的(de)評價大致可以分為兩大類：直接(jie)(jie)(jie)法(fa)和間接(jie)(jie)(jie)法(fa)。間接(jie)(jie)(jie)法(fa)是(shi)指將改性(xing)(xing)碳(tan)酸鈣填料與應用(yong)體(ti)系，測定應用(yong)體(ti)系的(de)應用(yong)性(xing)(xing)能。直接(jie)(jie)(jie)法(fa)是(shi)指測定改性(xing)(xing)碳(tan)酸鈣的(de)表面(mian)(mian)物理化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質，如活化(hua)度(du)、比表面(mian)(mian)積、吸油(you)值、包覆(fu)量和表面(mian)(mian)結構、形貌等。
（1）活化度
無(wu)機填料一般相對密度較(jiao)大，而且表面親(qin)水(shui)(shui)，在水(shui)(shui)中自然沉降(jiang)，而經表面改性處理(li)的(de)無(wu)機填料，表面由(you)親(qin)水(shui)(shui)變為(wei)憎(zeng)水(shui)(shui)。這種憎(zeng)水(shui)(shui)的(de)細小顆粒(li)，由(you)于巨大的(de)表面張力，在水(shui)(shui)中漂浮不沉。根據這一現象，提出活(huo)化度的(de)概念(nian)，用ω表示。
ω=樣品中漂浮部分的重量（g）/樣品總(zong)重(zhong)量（g）
ω從0-100%的變化(hua)過(guo)程，反映出(chu)改性碳酸鈣表面活(huo)化(hua)程度由小(xiao)到大。
測試方(fang)法按以下步驟(zou)，稱取約5g試樣，精確(que)至0.01g，250ml分液漏斗中，加200ml水，以(yi)120次/min的速度往返振搖1min，輕放于(yu)漏斗架上(shang)，靜(jing)置20-30min，待明顯分層(ceng)后一(yi)次性(xing)將下沉碳酸鈣放入(ru)預先(xian)于105±5℃下恒重的（精確至0.001g）玻璃砂(sha)坩堝中，抽濾除水，置于(yu)恒溫干(gan)燥箱中，于(yu)105±5℃下干(gan)燥(zao)至恒重，精確至0.001g。
（2）比表面積
表(biao)面(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)處(chu)理過程除了能改(gai)(gai)善活(huo)性(xing)(xing)(xing)，也能有效阻止二(er)次團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)。未改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣粒子之間易(yi)產生硬團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)，比表(biao)面(mian)積(ji)(ji)較小。表(biao)面(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)后，碳(tan)酸(suan)(suan)鈣粒子團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)現象(xiang)得到很大改(gai)(gai)善，比表(biao)面(mian)積(ji)(ji)明(ming)顯(xian)增大。比表(biao)面(mian)積(ji)(ji)越大，表(biao)明(ming)粒子的分散性(xing)(xing)(xing)和分散程度越好。這(zhe)是因為(wei)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣粒子表(biao)面(mian)包覆了一(yi)(yi)層改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)劑，表(biao)面(mian)能降低，使得粒子處(chu)于穩定狀(zhuang)態(tai)。即使一(yi)(yi)些(xie)粒子團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)在一(yi)(yi)起，其相互之間的團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)也是軟團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)，這(zhe)種團(tuan)(tuan)聚(ju)(ju)較易(yi)打開。
（3）吸油值
吸油(you)值與碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)顆(ke)粒(li)的(de)(de)大小、分(fen)散，凝聚程度(du)、比表面積以及顆(ke)粒(li)的(de)(de)表面性(xing)質(zhi)有關。吸油(you)值是影響改性(xing)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)(de)實際應(ying)用(yong)的(de)(de)重要性(xing)質(zhi)，尤(you)其(qi)是對(dui)于涂(tu)料、塑(su)料、油(you)墨行(xing)(xing)業。如果吸油(you)值較大，應(ying)用(yong)于涂(tu)料、油(you)墨行(xing)(xing)業會使黏度(du)增大，應(ying)用(yong)于塑(su)料行(xing)(xing)業會增大增塑(su)劑的(de)(de)消耗量(liang)，因(yin)此(ci)吸油(you)值宜低。
來源：尚(shang)凱. 納米碳酸鈣(gai)(gai)聯(lian)產超細(xi)碳酸鈣(gai)(gai)節能降(jiang)耗工(gong)藝研(yan)究[D].華(hua)東(dong)理工大學,2018.
