納米碳酸鈣是常見的一種化工填料，具有價格低廉、無刺激性、無毒、白度高、色澤好等優點，但是由於其粒徑小、表面親水性強、極易團聚等特性，在聚合物中很難分散，因此需要對其進行表面改性，減少團聚，才能在聚合物中獲得更廣泛的應用。表面改性過的納米碳酸鈣經可以作為一種功能填充材料，在塑料、造紙、塗料、橡膠和聚合物等行業廣泛應用。
在塑料行業的應用
塑料的填充改性具有很長的歷史，最初是為了降低成本，如在PVC 硬製品中加入碳酸鈣，不僅可降低成本，還可使PVC 硬製品的力學性能得到提高。近年來,隨著材料科學的熱點向納米材料轉變，納米碳酸鈣在PVC 行業中的應用引起了廣泛的關注。普通碳酸鈣在塑料中僅作為填充劑，而經過表面改性的活性納米碳酸鈣還可作為補強劑、活性劑等使用。目前，國內製備納米碳酸鈣/PVC 複合材料首先是通過不同的途徑對納米碳酸鈣進行表面改性，使其具有親油性，然後PVC 複合，處理後的PVC 樹脂其加工流動性、韌性、熱穩定性和尺寸穩定性大大改善。PVC 與表面處理後的納米碳酸鈣的複合方式主要有熔融共混法和原位聚合法兩種，熔融共混法工藝簡單，應用廣泛，但納米碳酸鈣的團聚問題目前還沒有得到有效解決；原位聚合法因工藝複雜而應用較少。因此，一段時間內研究的關鍵點依然是納米碳酸鈣與PVC樹脂的複合問題。
澱粉基生物降解塑料是當前最有潛力的生物降解塑料之一，它由可降解樹脂與熱塑性澱粉共混得到，為提高共混物的力學性能，可在其中加入適當的無機組分使其增強增韌。無機填料納米碳酸鈣可在降低成本的同時有效提高材料的韌性和抗衝擊性，但是它與有機相界面的相容性不好，因而需要首先對其進行改性，然後再使用，從而提高澱粉基生物降解塑料的綜合力學性能。
在造紙工業的應用
造紙工業使用納米碳酸鈣具有以下優點：（1） 紙製品的白度和蔽光性得到明顯改善；（2） 納米碳酸鈣對紙張的磨損更小，使紙製品能夠更加均勻和平整；（3）減少紙漿用量增加填料用量，降低生產成本；（4）納米碳酸鈣的吸油性好，使彩色紙的顏料牢固性得到提高；（5）填充中性紙或紙板時，納米碳酸鈣能夠提高它們的緊密度。目前造紙業應用較廣泛的填料之一就是納米碳酸鈣，但是由於納米碳酸鈣粒徑小、表面親水性強、極易團聚等特性，直接添加時不能充分發揮其性能，因此需要首先對其進行表面改性。近年來，國際上做了很多研究，試圖通過改性納米碳酸鈣來增加紙張強度。通過不同的途徑首先對納米碳酸鈣進行表面改性，然後添加到紙張中，適應各種不同的要求，從而改善產品質量。
在塗料工業的應用
納米碳酸鈣作為白色顏料用在塗料中，起到骨架支撐的作用，加入納米碳酸鈣可使底漆對基層表面的滲透性和沉積性增強。表面改性過的納米碳酸鈣分散性較好，吸附效果改善，活化性提高，填充於塗料中，其硬度、柔韌性、光澤及流平性均大大改善，同時可有效提高塗層的強度、硬度、耐磨性、耐傷性等，並且塗膜的光澤及流平性也得到提高。
在橡膠工業的應用
CaCO3作為無機填料在橡膠工業中有著廣泛的應用，這種填料既可降低橡膠製品的成本，又能提高其性能，而且易於生產，價格低廉。在橡膠製品中添加納米CaCO3 作為無機填料時，製品的抗撕裂性能、耐屈撓性能、壓縮變形以及硫化膠伸長率等都比添加普通CaCO3時要提高很多。但是CaCO3顆粒的粒徑越小，比表面積越大，其在橡膠中的分散也就越困難，尤其是當顆粒的粒徑在0.1μm以下時，由於表面能增大，在與橡膠共混時容易因生熱而引起粘混。因此需要對納米碳酸鈣進行表面處理，使其表面轉變為親油疏水性，並減少團聚，使其在聚合物中的分散性和相溶性得到改善。
在聚合物中的應用
碳酸鈣是在聚合物中廣泛應用的一種填料，但由於它與聚合物基體的相容性差而限制了其應用的深度及廣度，因此急需首先對其進行表面改性。近年來出現的一種新改性方法是接枝改性，它利用高分子鏈的互相纏繞及基體樹脂與聚合物相容性，解決了因納米顆粒的團聚而產生的問題，使基體與納米填料的相容性得到改善，從而最終改善了材料的力學性能。
利用接枝改性製備的聚合物/ 碳酸鈣複合材料性能良好。尤其是通過輻照方法接枝改性的納米碳酸鈣，更具有一些高分子的優良性能，是未來發展功能化無機/聚合物納米複合材料的新方向。Ma 等在輻照條件下結合硅烷偶聯劑在納米碳酸鈣表面接枝丙烯酸丁酯（PBA），熔融共混製備了納米複合材料，並經過表徵，發現此法改性後的納米碳酸鈣性能良好。
聚丙烯（PP）改性料具有良好的加工性能、衝擊性能和耐老化性能，密度較小，廣泛應用於汽車保險桿的成型與加工。但由於納米碳酸鈣粒子表面能較高，容易在有機體內發生團聚，導致改性效果不明顯甚至失效，需要先對其進行表面改性才能取得好的效果。
展望
納米碳酸鈣是一種前景非常廣闊的無機填料，具有很多優異的性能，在很多方面也帶來了巨大的經濟效益，但仍然有一些問題還有待進一步分析探討。
（1）根據不同的需要，尋找合適的表面改性方法，同時開發高效實用的新改性方法，既降低成本又生態環保。
（2）實際生產的需要是多種多樣的，需要發展更多的改性納米碳酸鈣產品，滿足生產的需求。
（3）拓寬改性納米碳酸鈣的應用領域，充分發揮其納米效應。
編輯整理：中國非金屬礦信息平臺（chinanmi）
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