文 献 综 述

1.1 引言

碳酸钙以资源丰富、价格低廉 、色泽洁白、综合性能良好而成为填料中的首选品种 ,是塑料加工中使用最广泛、用量最大的无机填料。碳酸钙是一种极其重要的无机化工产品 ,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等工业中。近年来,由于各种合成树脂及化工原料的用量不断扩大,能源耗量日趋增多,因此在塑料、橡胶等工业中,人们越来越多地考虑到在高分子合成材料中加入资源丰富、价格低廉的无机填料。在尽可能多地向塑料、橡胶制品中添加无机填料(如碳酸钙)的同时 ,要使制品的各项物理机械性能得以保证。普通无机填料 ,如普通碳酸钙难于满足这些要求 ,需对其进行改性,以提高其综合性能。

1.1.1 碳酸钙的活化

先将碳酸钙原料放在烘箱中于110～120℃下干燥,然后分别称取碳酸钙和一定百分比偶联剂以及一定量的无水乙醇,将偶联剂用无水乙醇超声分散多次溶解后倒入碳酸钙中,在高速分散机中分散1h ,然后放入烘箱内在105℃下活化烘干,粉碎过筛即得到活化碳酸钙。

1.1.2 碳酸钙的活化机理

能对碳酸钙进行表面改性的物质很多,但以往的研究大多集中在用有机酸对碳酸钙进行表面改性, 并制成相应的活性碳酸钙商品。由于有机酸在碳酸钙表面上的作用主要是物理吸附过程,在与树脂的混合过程中,在碳酸钙与树脂界面间提供润滑作用, 所以用有机酸改性 ,可以改变物料的流变性能和加工性能, 对制品的物理性能几乎没有改进。近年来, 经深入研究表明,用偶联剂对碳酸钙进行改性时,偶联剂分子的亲无机端和亲有机端分别能与碳酸钙的表面和有机树脂发生化学反应,同时与有机树脂产生缠结作用,在交联剂存在下,也能出现交联现象。这一作用不仅改变了碳酸钙的表面极性, 也增大了碳酸钙与有机树脂的界面粘合力,所以用偶联剂改性,不仅可以改善碳酸钙填充制品加工性能,同时也可改善制品的物理机械性能。

对碳酸钙进行表面改性较为有效的是钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂。但用钛酸酯偶联剂处理过的碳酸钙在某些聚合物中使用时会由于氧化而变色,处理过的碳酸钙在存放期间或在填充制品的加工过程中,钛酸酯分子的亲有机端易发生水解或醇解 , 同时钛酸酯的热分解温度也较铝酸酯偏低, 因此选用铝酸酯偶联剂处理碳酸钙较为理想。碳酸钙的表面羟基可与铝酸酯偶联剂的亲无机端发生化学结合, 产生表面改性的碳酸钙粒子。这些表面改性的碳酸钙粒子与树脂共混, 偶联剂分子的亲有机端可与树脂的分子发生缠结作用。由于偶联剂的作用,使碳酸钙具有活化机能,提高了与有机树脂的亲和力, 达到对树脂的改性及增强效果。

1.1.3 碳酸钙活化反应的最佳工艺条件为：

（1）活化剂用量为1.8%-2.0%(CaCO3,干基)；（2）活化反应温度为80-90℃；（3）活化反应时间为40-50min；（4）碳酸钙的质量分数为10%。