重質碳酸鈣是由天然碳酸鹽礦藏粉磨而成，在破碎與粉磨進程中暴露出不飽和質點，使其顆粒外表親水疏油，很難在有機高分子基質中均勻渙散，而外表改性是進步重質碳酸鈣運用功用、進步適用性、拓寬商場和用量所有必要的重要手法，其意圖是：

（1）下降重質碳酸鈣的外表能，防止聚會；

（2）進步重質碳酸鈣在基體中的渙散性；

（3）增強重質碳酸鈣外表與基體的界面親和性；

（4）進步改性重質碳酸鈣的專用性和功用性。

為了使改性重質碳酸鈣的填充作用到達很好的效果，有必要要考慮其運用范疇、加工辦法、共混目標，對不同的基體和運用范疇有針對性地挑選適宜的改性劑和改性辦法。

重質碳酸鈣廠家依據重質碳酸鈣外表改性工藝的不同，可將改性辦法分為「外表化學改性、機械力化學改性、外表堆積改性、物理涂覆改性、高能外表改性」5大類。

外表化學改性

外表化學改性是運用改性劑分子中的官能團和重質碳酸鈣粉體外表的活性點進行化學反響或化學吸附，使改性劑包覆在重質碳酸鈣顆粒的外表，增強重質碳酸鈣與填充有機基體的相容性和渙散性，然后改進復合材料的加工功用和物理力學功用，是重質碳酸鈣工業(yè)出產中首要的改性辦法之一。

重質碳酸鈣外表化學改性常用的外表改性劑包含「硬脂酸（鹽）、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、復合偶聯劑以聚合物」等。

（1）鋁酸酯偶聯劑

鋁酸酯偶聯劑曾經是因易水解很少運用。近年來重質碳酸鈣廠家出產的鋁酸酯采取了部分滿意中心鋁原子配位數的特殊結構，使其產品質量得到很大的進步。

鋁酸酯偶聯劑具有色淺、無毒、常溫是固體、熱安穩(wěn)性高、運用方便等長處，一起鋁酸酯偶聯劑自身有必定的光滑增塑成效，所以對重質碳酸鈣外表改性，鋁酸酯偶聯劑改性作用優(yōu)于硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑。

經鋁酸酯偶聯劑改性的重質碳酸鈣常用來填充聚丙烯、聚氯乙烯、硬聚氨酯彈性體等體系，在進步填充量的一起，所得制品依然具有良好的物理和運用功用，極大下降了本錢。

（2）鈦酸酯偶聯劑

鈦酸酯偶聯劑的分子結構劃分為6個功用區(qū)，每個功用區(qū)均有各自的特色。了解了其特色后，就能夠依據待處理粉體的特色及運用范疇，來靈活性挑選能滿意各種要求的鈦酸酯偶聯劑。

鈦酸酯偶聯劑分為單烷氧型、螯合型、配位型：單烷氧型的特色是含有多功用，適應范圍廣，首要適應處理枯燥的碳酸鈣粉體。螯合型是含有乙二醇螯合基，適用于必定含水量的碳酸鈣粉體的外表改性。配位型是耐水性好，多數不溶解于水，不發(fā)生酯交換反響，適用多種粉體的外表改性。

用鈦酸酯偶聯劑處理后的碳酸鈣，與聚合物分子有較好的相容性。一起，因為鈦酸酯偶聯劑能在碳酸鈣分子和聚合物分子之間構成分子架橋，增強了有機高聚物或樹脂與碳酸鈣之間的相互作用，可進步熱塑料填充復合材料的力學功用，如沖擊強度、拉伸強度、曲折強度以及伸長率等。用鈦酸酯偶聯劑外表包覆改性的碳酸鈣和未處理的碳酸鈣填料或硬脂酸（鹽）處理的碳酸鈣比較，各項功用均有明顯進步。

為了進步鈦酸酯偶聯劑與碳酸鈣作用的均勻性，一般用慵懶溶劑，如液體白臘（白油）、石油醚、變壓器油、無水乙醇等進行溶解和稀釋。如選用接連式的外表改性設備，如SLG接連式粉體外表改性機也能夠不要用溶劑預先對鈦酸酯偶聯劑進行稀釋。

（3）硬脂酸（鹽）

硬脂酸（鹽）是碳酸鈣常用的外表改性劑，干法工藝可直接參加硬脂酸，濕法工藝要先將硬脂酸皂化或許運用硬脂酸鹽，如硬脂酸鈉。

為了使硬脂酸更好地渙散和均勻地與碳酸鈣粒子作用，也可預先將硬脂酸用溶劑（如無水乙醇）稀釋，改性時也可適量參加其他助劑。

用硬脂酸（鹽）改性處理后的活性碳酸鈣首要運用于填充聚氯乙烯塑料、電纜材料、膠粘劑、油墨、涂料等。

（4）復合偶聯劑

復合偶聯改性劑改性是以偶聯劑為根底，與其他加工改性劑、外表處理劑、交聯劑相結

合，對重質碳酸鈣的外表進行復合改性處理。對重質碳酸鈣進行改性處理一起挑選兩種或多種改性劑，發(fā)揮每種改性劑自身的優(yōu)勢，使重質碳酸鈣的改性作用更明顯，更能滿意各種功用化、專業(yè)化的需求。

（5）聚合物改性劑

聚合物包覆改性包含反響性纖維素外表處理和接枝聚合物外表處理兩類。

反響性纖維素外表處理是將反響性纖維結合在重質碳酸鈣的外表，構成外表改性層，到達外表改性的意圖。

接枝聚合包覆法是運用重質碳酸鈣外表的活性點進行聚合包覆反響，聚合后的有機高分子基體包覆在重質碳酸鈣粒子的外表上，阻撓重質碳酸鈣的聚會，進步渙散安穩(wěn)性。接枝聚合處理的重質碳酸鈣外表與有機高分子材料外表的類似性進步，下降了重質碳酸鈣粒子外表的極性。

運用重質碳酸鈣外表羥基進行接枝聚合改性制得改性重質碳酸鈣，應依據主體樹脂的性質來挑選聚合的單體和預處理辦法，使主體樹脂與載體樹脂的結構類似或相同，增加改性重質碳酸鈣與主體樹脂間的相容性。

外表堆積改性

外表堆積改性是選用適宜的辦法將改性劑沉積在重質碳酸鈣的外表，是無機礦藏顏料外表改性常用的辦法之一，適宜工業(yè)化出產，工藝流程簡略，經過操控反響條件，能夠獲得適宜的粒徑和純度。

物理涂覆改性

物理涂覆改性是將改性劑與重質碳酸鈣以必定的份額混合，在渙散力的作用下，改性劑經過范德華力或靜電引力等物理作用力吸附在重質碳酸鈣外表，構成單層、雙層或多層包覆層。

從物理涂覆改性定義可知，重質碳酸鈣的外表與改性劑之間沒有發(fā)生化學反響，僅僅樸實的一種物理包覆，所用藥劑首要為外表活性劑、渙散劑以及后來的超渙散劑。

重質碳酸鈣廠家依照溶劑化鏈的單元結構，超渙散劑能夠大致分為以下4種類型：聚酯型超渙散劑、聚醚型超渙散劑、聚丙烯酸酯型超渙散劑、聚烯烴類超渙散劑。

超渙散劑的分子結構與傳統外表活性劑有類似的兩親性結構，一部分為錨固基團，常見的有—OH、—NH2、—NR3+、—COOH、—SO3H等官能團，它們可經過離子鍵、共價鍵、氫鍵及范德華力等相互作用緊緊地吸附在固體顆粒外表，防止超渙散劑與重質碳酸鈣外表脫附;另一部分為溶劑化鏈，如聚烯烴、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚等，適宜渙散在不同極性基體中。

與傳統外表活性劑比較，超渙散劑有如下長處：

①與重質碳酸鈣顆粒外表結合力更強，幾乎不會發(fā)生解吸；

②聚合物的長分子鏈能夠更有效地防止重質碳酸鈣粒子的再次聚會。

這些長處為超渙散劑改性重質碳酸鈣在填充塑料、顏料、油墨、涂料等職業(yè)中的廣泛運用帶來了遠景。

高能外表改性

高能外表改性是指選用強度較高、能量較集中的輻照、等離子體、超聲波等辦法，對重質碳酸鈣外表進行改性處理的一種辦法。作用時發(fā)生的強沖擊波和渙散力能夠很大地削弱顆粒間的相互作用，能夠有效地防止顆粒間的聚會，有利于重質碳酸鈣的渙散。

選用感應耦合輝光放電等離子體系，并用氬（Ar）和高純丙烯（C3H6）混合氣體作為等離子體處理氣體對重質碳酸鈣（1250目）粉末進行低溫等離子體改性結果表明，經Ar-C3H6混合氣體處理的碳酸鈣填料與聚丙烯（PP）有較好的界面黏合性。這是因為經改性后的碳酸鈣顆粒外表存在一非極性有機層，因此下降了碳酸鈣顆粒外表的極性，進步了與聚丙烯（PP）的相容性和親和性。

機械力化學改性

機械力化學改性是運用破壞、沖突等機械手法，使重質碳酸鈣粉體的晶格發(fā)生位移、晶型發(fā)生變化，與此一起體系溫度升高，內能增大，大顆粒的碳酸鈣粒子不斷分解成較小乃至微米級、納米級的重質碳酸鈣顆粒，增強重質碳酸鈣顆粒外表的化學活性，易與改性劑發(fā)生化學結合或附著，使重質碳酸鈣顆粒的內能下降，處于較安穩(wěn)的狀況，到達外表改性的意圖。

在重質碳酸鈣的工業(yè)出產中，研磨破壞和外表改性一般是分開進行，若在重質碳酸鈣破壞的進程中一起參加改性劑對其外表進行改性，不僅能運用破壞的物理機械力來增強外表改性作用，還可防止重質碳酸鈣顆粒過細而導致的聚會現象發(fā)生。

此外，改性劑自身是一種非常好的光滑劑和渙散劑，參加后會使顆粒間的沖突減小，有助磨的成效，對設備也起到了必定的保護作用，使運用機械力化學改性重質碳酸鈣的工藝流程簡略化，改性作用和功率比較好。

中國地質大學（北京）丁浩教授團隊選用機械力化學包覆辦法成功制備了碳酸鈣/鈦白粉、高嶺土/鈦白粉、水鎂石/鈦白粉、硅灰石/鈦白粉、電氣石/鈦白粉等復合顆粒材料，可代替或部分代替鈦白粉，用于化妝品、涂料、造紙、塑料等職業(yè)。