中国粉体网讯 聚氯乙烯（PVC）是一种廉价易得的聚合物材料，在鞋材、管道管件、电线电缆、压延膜等行业有着广泛的应用。但纯PVC材料韧性较差且热稳定性有所不足，在许多应用中都存在局限性。因此，在许多行业中，开发了用各种填料改性的PVC复合材料，以提高机其械性能和热稳定性能。
如加入一定量的碳酸钙（CaCO3），PVC制品的硬度得到提高，综合性能得到改善，生产成本也能得到控制。随着研究的深入，人们发现碳酸钙易加工的特点可以大大提高其在PVC材料中的应用价值和潜力。
不同碳酸钙在PVC材料中的应用对比
1、湿法重钙
邓克文等将广源干法研磨重钙（GY616）、广源湿法研磨超白超细重质碳酸钙（CC-6000A）、市售轻钙分别应用于PVC压延膜基础配方中，分析了碳酸钙品种对制备的薄膜的光泽度、拉伸强度、比重、遮盖力和耐热性影响。其中，添加湿法重钙的压延膜光泽度和比重与复合轻质纳米钙一致，拉伸强度提高，遮盖力和耐热性更佳。采用四种配方体系对比分析了CC-6000A和复合轻质纳米钙应用于车贴膜中的光泽度、拉伸强度、比重、遮盖力和耐热性影响；CC-6000A体系制备的车贴膜光泽度和拉伸强度要高于复合轻质纳米钙，比重一致，遮盖力和耐热性更好。
2、纳米碳酸钙
刘亚雄等研究了碳化起始温度、脂肪酸C链长度、油脂熔点与碘值、复合表面处理剂等关键因素对纳米碳酸钙和聚氯乙烯（PVC）压延膜性能的影响。结果表明，碳化起始温度为24℃时，生成的碳酸钙为规整的立方体，比表面积为22.3m2/g，平均粒径为80nm，白度96%，粒子团聚少，二次粒径最小，D50为0.43μm；以此碳酸钙制备的压延膜光泽最高，吸墨性最好，综合性能最佳。
谢忠等以石灰石为原料经煅烧生成石灰，采用双塔连续碳化法生产纳米碳酸钙。研究出由脂肪酸、植物油、非离子表面性剂、偶联剂等组成的表面处理剂，并摸索出3步法碳酸钙表面活化处理工艺，生产出吸油值低、加工性能好和分散性好的纳米活性碳酸钙，作为填充补强剂应用于PVC排水管的生产，生产出的PVC排水管的拉伸屈服强度、断裂伸长率、纵向回缩率、扁平试验等指标优于PVC管国家标准，30吨重的大卡车从排水管上面压过，仍为水管恢复原形，产品性能优异。
3、不同形貌碳酸钙
董栋栋等用氯化法制备得到了片状、菱形、棒状、球状和立方体状5种不同形貌碳酸钙微粒，并研究不同形貌碳酸钙颗粒形态对软质PVC薄膜力学性能的影响。结果表明，不同形貌碳酸钙均提高了PVC薄膜的力学性能，PVC薄膜拉伸强度和断裂伸长率均提高显著；其中，棒状形貌碳酸钙对PVC薄膜力学性能的提高效果最好，拉伸强度达到了27.11MPa；菱形碳酸钙改性PVC薄膜的断裂伸长率最高，为98.23%。
胡洪川等研究了碳酸钙、热稳定剂、ACR冲击改性剂对高填充PVC管材力学性能的影响。试验结果表明:随着碳酸钙用量的增加，PVC管材拉伸性能逐渐降低，冲击强度和弯曲强度提高。
4、碳酸钙复配滑石粉
李娜等通过熔融共混工艺制备了PVC/碳酸钙/滑石粉复合材料，研究了滑石粉和碳酸钙对聚氯乙烯复合材料的力学性能和加工性能的影响。结果表明，碳酸钙与滑石粉复配质量比为10∶20时，PVC复合材料维卡软化温度最高（78.6℃）；碳酸钙与滑石粉复配质量比为15∶15时，PVC复合材料弯曲强度最高（77.81MPa）；碳酸钙与滑石粉复配质量比在20∶10时，PVC复合材料缺口冲击强度最高（7.738kJ/m2）；碳酸钙与滑石粉复配质量比在5∶25时，PVC复合材料弯曲模量最高（6300MPa）。
5、改性碳酸钙
杨冬冬等研究了碳酸钙的种类及含量对PVC/CaCO3复合材料性能的影响。结果表明：经过硬脂酸和钛酸酯偶联剂复合改性的碳酸钙对复合材料的综合性能改善效果最好，与添加未改性碳酸钙的复合材料相比，其冲击强度提高了15%。
邓传福等探究了改性后的纳米CaCO3对PVC复合材料综合性能的影响。结果表明，通过在纳米碳酸钙湿法改性阶段引入过量的羟基，有助于提升硅烷偶联剂的接枝包覆效果，可以获得分散性和加工性较好的纳米填料，能够有效改善PVC复合材料的热稳定性能，促进塑化，实现复合材料的增强增韧效果。
6、不添加碳酸钙
张维芳等通过微乳化技术制备了均匀分散的纳米碳酸钙乳液，然后通过原位聚合法合成了两种纳米CaCO3/PVC复合树脂，纳米CaCO3/PVC复合树脂与空白树脂相比，表观密度和增塑剂吸收量同时增加，热稳定性更好，缺口冲击强度提高，断裂伸长率提升。
结语
目前，国内专用型碳酸钙快速发展，品类明显增长，但在此基础上产生的高端产品还比较少，产品附加值的提升仍有一定空间。PVC用碳酸钙是相对成熟的一种专用型产品，研究成果有一定的系统性，对碳酸钙的选择，改性剂的使用，加工工艺的控制都有一定的成果，值得借鉴和发展。
参考文献：
谢忠，等：高性能PVC管材用的纳米活性碳酸钙，恩平燕怡新材料有限公司
胡洪川，等：不同种类助剂对高填充PVC管材力学性能的影响，宜宾天亿新材料科技有限公司
杨冬冬，等：高抗冲PVC管材材料的研发，中北大学
邓传福，等：硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在PVC复合材料的应用研究，钦州市建筑工程质量检测中心有限公司
张维芳，等：不同工艺制备纳米CaCO3/PVC复合树脂及其性能分析，新疆天业（集团）有限公司
李娜，等：碳酸钙和滑石粉对硬质PVC性能的影响，山东鲁泰控股集团有限公司石墨烯高分子复合材料研发中心
邓克文，等：湿法超白超细碳酸钙在PVC压延膜中的应用，江西广源化工有限责任公司
刘亚雄，等：纳米碳酸钙的制备及在PVC压延膜中的应用，山东宇信纳米科技有限公司
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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