一、對拉伸和沖擊性能的影響

　　并不是所有的碳酸鈣都可以提高塑料薄膜的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，這又受到碳酸鈣粒度的影響和表面處理的影響。

　　粒度大小的影響：碳酸鈣的粒度不同，對塑料的改性效果不同，具體見下表所示。一般粒徑在1000目以下，主要用于增量改性；粒徑在1000~3000目，添加量在10%以下，有一定改性效果；粒徑在5000目以上，屬于功能碳酸鈣，具有明顯的改性效果，可以改善拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。納米級碳酸鈣雖然粒度更細(xì)，但因目前難以分散，只能做到與8000目碳酸鈣一樣的改性效果。

　　不同粒徑的重質(zhì)碳酸鈣對PP復(fù)合材料的性能影響

　　圖源 | 王文廣教授塑料配方與改性咨詢

　　從表中可以看出，隨著碳酸鈣粒度變細(xì)，沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率增大，彎曲強(qiáng)度和彎曲模量基本持平，但流動性下降。

　　表面處理的影響：粒度適當(dāng)?shù)奶妓徕}如果表面處理得好，可以改善復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。近年來，隨著有機(jī)/無機(jī)復(fù)合理論的不斷發(fā)展，CaCO3已由原來單純的填充劑變?yōu)橐环N新型的功能性填充材料。例如用碳酸鈣制成的均聚PP/CaCO3復(fù)合材料，缺口沖擊強(qiáng)度較基體塑料可以提高一倍多。

　　CaCO3具有優(yōu)異的抑煙作用，其原理在于它可以和煙霧中的鹵化氫反應(yīng)（捕捉），使之生成穩(wěn)定的CaCl2。因此凡在燃燒時產(chǎn)生鹵化氫的聚合物，如氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯丁橡膠等，都可以用CaCO3作為抑煙劑。由于燃燒反應(yīng)屬固-氣非均相反應(yīng)，只能在固體顆粒表面進(jìn)行，所以CaCO3顆粒的粒徑大小就成為抑煙效果的重要因素。只有微小顆粒才具有大得多的比表面積，碳酸鈣的粒度越細(xì)，抑煙效果越好。

　　三、抗粘連劑

　　含有碳酸鈣的吹塑筒狀薄膜開口性好，卷曲時不會產(chǎn)生粘連，碳酸鈣起到了開口劑的效果。

　　四、增大導(dǎo)熱速率

　　碳酸鈣的加入提高了薄膜的導(dǎo)熱速率，從而使吹塑薄膜的膜泡冷卻比較快，提高生產(chǎn)效率，提高擠出機(jī)產(chǎn)量。以在PVC片材中加入25%輕質(zhì)碳酸鈣為例，加熱到200℃溫度時僅僅需要3.5秒，而純PVC片材需要10.8秒，導(dǎo)熱速率提高3倍之多。

　　五、提高流動性

　　碳酸鈣可以提高復(fù)合體系的流動性，減少熔體粘度和擠出機(jī)扭矩，增加擠出機(jī)產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率。不同品種碳酸鈣對流動影響不同，具體復(fù)合材料流動性大小順序：大方解石碳酸鈣>大理石碳酸鈣、白云石碳酸鈣>小方解石碳酸鈣>輕質(zhì)碳酸鈣。

　　六、配色性能

　　高白度的碳酸鈣可以替代部分白色顏料如鈦白粉，從而節(jié)省高昂價(jià)格鈦白粉的含量，大方解石碳酸鈣因?yàn)榘锥雀?、遮蓋力大而成為首選。碳酸鈣之所以可以成為白色顏料，主要是因?yàn)槠渚哂幸欢ǖ恼谏w力。

　　在重質(zhì)碳酸鈣中，不同產(chǎn)地碳酸鈣所發(fā)出的底色不同。如四川碳酸鈣底色發(fā)藍(lán)，廣西碳酸鈣底色發(fā)紅、江西碳酸鈣底色發(fā)青。在具體配色時，碳酸鈣的色光要與主著色色相一致，例如帶藍(lán)色色光的碳酸鈣會消除黃色顏料的著色力。也經(jīng)常利用帶藍(lán)色色光的碳酸鈣，去消除制品所帶的黃色色光。

　　七、增加透氣性能

　　填充碳酸鈣的塑料薄膜，在拉伸時會在薄膜中產(chǎn)生微小氣孔，只能透過水蒸氣而不能透過液體水，因此可用于生產(chǎn)透氣塑料制品，例如典型的透氣膜就是用大量碳酸鈣填充和薄膜拉伸制成的。生產(chǎn)透氣薄膜用碳酸鈣一般只能選擇3000目的碳酸鈣，而且粒徑分布要絕對窄。

　　八、促進(jìn)制品降解性能  

　　含有碳酸鈣的聚乙烯塑料袋埋于地下后，碳酸鈣有可能與二氧化碳和水反應(yīng)生成可以溶于水的Ca(HCO3)2離開薄膜，在薄膜上留下微細(xì)的孔洞，增大塑料薄膜與周圍空氣和微生物接觸的面積，從而促進(jìn)制品降解。

　　九、起到成核作用

　　納米CaCO3對聚丙烯的結(jié)晶成核有誘導(dǎo)作用，可以增加了β晶含量，從而提高了聚丙烯的沖擊韌性。

　　十、降低PA塑料的吸水性

　　PA/碳酸鈣復(fù)合材料的吸水性要低于PA純樹脂，例如在PA6中填充25%的碳酸鈣，復(fù)合材料的吸水率降低56%。

　　十一、改善表面性能

　　碳酸鈣可以增加復(fù)合材料的表面張力，并且具有優(yōu)異的吸附性，因此可以改善復(fù)合材料的電鍍性、涂覆性和印刷性能。

　　十二、碳酸鈣對發(fā)泡的影響

　　碳酸鈣是否影響塑料材料的發(fā)泡性能發(fā)揮十分復(fù)雜，具體要看尺寸大小和添加量大小的度而定。

　　附上塑料用輕質(zhì)碳酸鈣、微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣、活性輕質(zhì)碳酸鈣、微細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量指標(biāo)要求。

——橡膠、塑料用普通輕質(zhì)碳酸鈣指標(biāo)要求

表Ⅱ《HG/T2776-2010工業(yè)微細(xì)沉淀碳酸鈣和工業(yè)微細(xì)活性沉淀碳酸鈣》——橡膠、塑料、紙張等工業(yè)用微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣

表Ⅲ《HG/T2567-2006工業(yè)活性沉淀碳酸鈣》——塑料、橡膠、有機(jī)樹脂等工業(yè)用活性輕質(zhì)碳酸鈣指標(biāo)要求

表Ⅳ《HG/T2776-2010工業(yè)微細(xì)沉淀碳酸鈣和工業(yè)微細(xì)活性沉淀碳酸鈣》

——橡膠、塑料、紙張等工業(yè)用微細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣指標(biāo)要求

表Ⅴ《HG/T3249.4-2013橡膠工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈣》

質(zhì)量指標(biāo)要求