分散剂在碳酸钙研磨中的应用
1、前言
近10年来，随着中碱性造纸和涂布加工技术的发展，碳酸钙作为涂布颜料和填料在北美和欧洲得到了广泛的应用。在我国，碳酸钙在涂布颜料中也逐渐占据了主导地位。
碳酸钙在自然界中有多种存在形态，而对造纸涂料有用的是方解石。但天然方解石必须经过机械粉碎、研磨、分级，制成细微的颗粒(我们称之为重质碳酸钙或研磨碳酸钙，GCC)，方可用于纸张涂料的制备。
分散剂是靠吸附在颜料颗粒表面，产生静电斥力和空间位阻，碳酸钙生产商，从而使得颗粒能以悬浮态稳定地存在。碳酸钙研磨中有了分散剂的帮助，才能得到高固含量、低粘度的碳酸钙浆料，研磨效率也得以提高，并能节约研磨所需耗费的能量，通用的分散剂有三大类，即无机类、有机类和高分子类，而目前普遍采用的是高分子类分散剂。相比之下，高分子类分散剂具有以下优点：
(1)无机分散剂会对导电率、介电常数带来不良影响，在某些领域内使用受到限制，而高分子类分散剂则不受这个限制
(2)与有机类分散剂不一样，高分子类分散剂在生产时具有可控的分子量，而较高的分子量有较好的分散稳定性
(3)高分子类分散剂分散能力强，稳定效果好，对分散体系中的离子、pH值、温度等因素敏感程度小
(4)高分子类分散剂可显著降低分散体系的粘度，改善分散体系的流变性，能节省机械操作时所需的能源。
基于以上优点，无论是在碳酸钙的研磨中，还是在纸张涂料的制备中，都广泛采用了高分子类分散剂。
塑料加工企业对所使用的碳酸钙的基本要求
碳酸钙作为塑料常用的粉体材料具有许多其它粉体材料所不具备的优点，活性纳米碳酸钙生产，如白度高、易表面有机化处理、对加工设备及模具的磨损轻、成型加工流动性好等，加之资源丰富、价格低廉，成为塑料加工行业的无机矿物粉体材料。依据目前塑料加工企业的思路和经验，在选用碳酸钙时所考虑的因素构成对碳酸钙的基本要求。
(1)价格低廉
尽管碳酸钙相对合成树脂其价格已十分低廉，相对其它任何一种粉体材料也称得上价格很便宜，但因供应商多，企业仍然对价格敏感，碳酸钙生产，在可以使用的前提下越便宜越好。
(2)白度越高越好
碳酸钙本身的色泽较之其它无机矿物粉体材料都要白，从具体数值上说达到90度就可以了，白度对填充塑料性能的影响并不显著，但塑料加工企业仍然希望白度越高越好是基于
如下原因：
①白度越高表明纯度越高，生产碳酸钙属于行业，非碳酸钙的其它矿物成份含量越低。
钙粉发灰表明可能存在游离碳，发黄表明可能有较多的铁化合物，发暗表明硅的含量高。杂质含量高有时会影响填充塑料制品的色泽、外观及在加工过程中对加工设备和模具造成较重的磨损等。
②白度越高，直观印象越好，越显档次高。
③白度越高，搭配其它颜料后，后的色泽越正、越稳定均一。
碳酸钙具有原料易得、价格低廉、稳定性好、无独等诸多优点，用于填充HDPE，不仅可降低材料成本且可起增韧补强、提高材料抗冲击强度、改善材料弹性模量和拉伸性能等作用，已成为HDPE重要的的填充材料之一。
一、偶联剂活化碳酸钙改性HDPE：经偶联剂处理的微米碳酸钙与高聚物链段间的相互作用可减缓或限制链段间的运动，使复合材料的银纹减少冲击韧性提高。在再生HDPE加入2%归烷偶联剂活化纳米CaCO3，可使改性树脂的拉伸、弯曲、冲击性能均有明显提高，接近甚至达到工程塑料的水平。
二、有机物活化碳酸钙改性HDPE：用于改性碳酸钙粉体常见的有机物有脂肪酸（盐）、硬酯酸等。利用脂肪酸处理CaCO3用于填充改性再生HDPE，复合材料的熔点升高、抗拉应力和冲击强度比HDPE有显著提高。用硬脂酸处理CaCO3用于改性HDPE发现该复合材料在较低温度下还能保持较高的冲击韧性和断裂伸长率，这主要归因于CaCO3的成核效应减少了材料的球晶尺寸的形成，使材料的杨氏模量和屈服强度提高。
三、聚合物活化碳酸钙改性再生HDPE：聚合物表面处理可分为反应性纤维素表面处理和接枝聚合物表面处理两种。通过界面改性，制备以CaCO3为核，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)为壳的（再生HDPE／POE／CaCO3）三元复合材料，由于“核-壳”结构的形成，弹性体和CaCO3表现出协同的增韧作用，同未经表面处理的CaCO3复合材料相比，在相同的CaCO3含量的情况下，表面处理的CaCO3由于与弹性体形成更强的界面粘结，使得三元复合材料的“脆-韧”转变发生在较低的弹性体含量。经表面活性剂活化后的纳米碳酸钙由于分散性的提高、与HDPE基体之间的缠结作用加强而使复合材料性能得到较大提高，未经活化的纳米碳酸钙由于易产生团聚作用，在HDPE中成为应力点，反而会降低复合材料的性能。
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