碳酸鈣晶須是復合材料的高性能增強增韌劑，當其添加到高分子材料中時，常因分散不均而造成與基體的結合力差，尤其是使用高填充量時，會導致復合材料的性能急劇下降，以至于制品難以加工和使用。
硫酸鈣晶須分散性差的主要原因是由于碳酸鈣晶須表面碳酸根離子，有相當大的比例可被水解，導致粒子表面因存在大量的羥基而變為親水疏油，在有機介質中難于均勻分散，與基料之間沒有結合力，造成界面缺陷。根據氫鍵作用理論，碳酸鈣粒子干燥時，表面羥基相互作用形成氫鍵，粒子間依靠氫鍵作用而相互聚集，從而形成硬團聚。
1、碳酸鈣晶須表面改性
?。?/strong>1）為什么要表面改性？
對碳酸鈣晶須進行表面改性，可以降低表面能，減小碳酸鈣顆粒間的附聚力，改善在基體中的分散性和分散穩定性，降低兩相界面張力，調節疏水性，提高與高分子材料之間的潤濕性和結合力，從而改善復合材料的性能。
（2）如何進行表面改性？
碳酸鈣晶須表面改性可借助輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣表面改性的研究成果，可選用的改性劑種類較多，如偶聯劑（鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑）、硬脂酸及其鹽類、十八酸鋅等。具體選用時，需要綜合考慮基體材料的表面性質、改性產品的用途、質量要求、處理工藝以及表面改性劑的成本等因素。
表面改性的核心是，減少碳酸鈣晶須使用過程中的自身團聚，盡量提高碳酸鈣晶須與基體樹脂的相容性。研究表明：硬脂酸鈉對碳酸鈣晶須的改性效果最好，改性后的碳酸鈣晶須填充到PP中，起到了較好的增強增韌作用。
碳酸鈣晶須表面改性處理方法同普通碳酸鈣產品一樣，主要有兩種：一種是直接混合法，把表面處理劑與晶須、基體樹脂一起直接混合；另一種方法是先預處理晶須，使表面處理劑先包覆在晶須表面，然后再與基體樹脂混合。兩者相比，后一種處理方法效果更好一些。
2、碳酸鈣晶須的應用領域
碳酸鈣晶須與傳統的粒狀碳酸鈣具有相同的組分，可應用于一般碳酸鈣的所有使用領域。除此之外，碳酸鈣晶須還具有無機晶須高強度、高彈性模量等優點，相比納米碳酸鈣，其產能團聚可能性少，可以更有效的發揮增韌、增強作用。
目前，碳酸鈣晶須主要應用于增強塑料、摩擦材料、造紙、涂料和醫藥等領域。
（1）塑料領域
碳酸鈣晶須填充到塑料中，能起到提高塑料拉伸彈性模量、彎曲彈性模量及抗沖擊強度和改善塑料制品熱穩定性及表面光滑性的作用。從國內外文獻資料看，對碳酸鈣晶須作為增強劑研究較多的材料有PP，其次是尼龍、PBT、PVC等。
碳酸鈣晶須增強塑料的特點：有纖維增強和填充能力；優良的表面光滑性；能及很高的尺寸穩定性；加工性好；使用性能好；造價低廉。故其在工程塑料方面具有廣闊的市場前景。
（2）摩擦材料領域
碳酸鈣晶須耐溫性好，用于摩擦材料可顯著提高耐磨性，而且碳酸鈣晶須成本低廉，是替代石棉摩擦材料的理想產品。20世紀90年代，碳酸鈣晶須就已被應用到作為摩擦材料的汽車剎車片和離合器中，用以防止高溫下摩擦材料耐磨性能和摩擦系數的下降。
研究表明：碳酸鈣晶須可以有效改善聚醚醚酮（PEEK）材料的摩擦磨損性能，晶須填充量在25%-30%時，材料具有最佳的摩擦磨損性價比。
（3）造紙領域
由于碳酸鈣晶須具有特殊的柱狀方向性，作造紙填料時能夠與原紙表面平行而緊密地排列，而且其白度和填充性都很高，與用粒狀碳酸鈣填充的紙張相比，顯示出優越的印刷適應性。尤其是在一些特殊要求的紙張中，更具有良好的應用前景。
研究表明：碳酸鈣晶須添加到紙張中，比傳統的方解石型碳酸鈣填料有更高的留著性，更小的紙張強度降低率。
（4）涂料領域
碳酸鈣晶須可作為涂料的增粘劑，能很好的改善涂料的粘度，增加觸變性，提高涂料的抗開裂、附著力、粘結強度等性能。另外，碳酸鈣晶須還可作為硅溶液和苯丙乳膠的增強劑。
（5）醫藥領域
碳酸鈣晶須可作為生物活性材料應用于醫藥領域。例如，日本Takashi Sasaki公司采用碳酸鈣晶須為核、交聯聚苯乙烯為殼的核/殼結構醫用膠。Hiroshi Urayama研究的將碳酸鈣晶須作為左旋聚丙交酯降解塑料膠囊的填充劑。
3、我國碳酸鈣晶須產業現狀
（1）生產現狀
目前，我國碳酸鈣晶須的工業化生產尚處于起步階段，由于碳酸鈣晶須生產工藝與現有輕質碳酸鈣生產工藝相似，加上我國有大量碳酸鈣生產企業，如果我們利用現有設備加以改造，必定會大大提高我國碳酸鈣晶須的生產能力。
（2）應用現狀
文石型碳酸鈣晶須現有的表面改性主要是采用硬脂酸與輕鈣高速機械攪拌實現，但這會導致晶須的斷裂。
像其他纖維狀填充劑一樣，碳酸鈣晶須在使用中需要保持好晶須形態和外形尺寸（長徑比），才能更好地發揮其功效和作用。但應用于復合材料時，在共混過程中，晶須往往會受到樹脂顆粒的碰撞和沖擊，以及機械設備攪拌部位的轉動剪切而折斷甚至破壞，而且熔融共混法制備材料時，樹脂基體處于粘流態，晶須在基體中的分散性較差，這些因素都會使晶須對聚合物基的增強作用下降。這是碳酸鈣晶須使用中需要格外注意的，也是今后研究的重點。
（3）未來發展前景
低端碳酸鈣產品市場競爭十分激烈，利潤空間有限。隨著碳酸鈣加工技術的不斷進步，碳酸鈣已由原來的單純填充劑向新型功能材料方面轉變，應用領域亦越來越廣泛。碳酸鈣晶須、納米碳酸鈣等高端產品將是未來市場的新趨勢。
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