2、改性方法和原理   

目前，碳酸鈣改性的主流方法有偶聯(lián)劑改性、硬脂酸鹽改性、磷酸酯類改性、原位聚合法改性、表面聚合物接枝改性等。但是由于成本與易操作性的原因，目前最常用的是偶聯(lián)劑改性和脂肪酸鹽改性。  

從碳酸鈣的改性機(jī)理看，大致可以分兩種，一種是化學(xué)作用，一種是物理作用。表面化學(xué)作用，如官能團(tuán)的取代、聚合、接枝和水解等。表面物理作用，例如其相界面發(fā)生的吸附、包覆、浸潤(rùn)等反應(yīng)，當(dāng)填料完全被潤(rùn)濕時(shí)，碳酸鈣的高能表面會(huì)發(fā)生物理吸附，該能量高于塑料內(nèi)聚黏結(jié)強(qiáng)度。    

以提高碳酸鈣粉體分散性而言。目前，超細(xì)化是碳酸鈣發(fā)展和應(yīng)用的趨勢(shì)，但粒徑越小，表面能越高，粒子吸附作用越強(qiáng)，團(tuán)聚現(xiàn)象也就越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致碳酸鈣無法應(yīng)用。如果對(duì)超細(xì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性，則可使改性劑定向吸附在碳酸鈣表面，使其表面具有電荷特性，由于同種電荷的排斥性，碳酸鈣就不易團(tuán)聚，從而在基體中實(shí)現(xiàn)良好的分散。    

以改善碳酸鈣與其他物質(zhì)的相容性而言。未經(jīng)表面改性處理的碳酸鈣具有親水性，極性較強(qiáng)，與有機(jī)聚合物相容和分散性較差，易造成復(fù)合材料出現(xiàn)界面缺陷，降低材料的機(jī)械強(qiáng)度。表面改性能讓碳酸鈣完成“親油疏水”的轉(zhuǎn)變，可增大碳酸鈣與有機(jī)體的界面的相容性及親和性，從而提高其與橡膠或塑料等復(fù)合材料的物理性能。    

（1）偶聯(lián)劑改性   

偶聯(lián)劑能在兩種極性相差較大的材料之間形成結(jié)合界面，從而達(dá)到改性目的。偶聯(lián)劑改性是碳酸鈣改性的主流方法之一。其改性機(jī)理為：帶有親無機(jī)物基團(tuán)的一段與納米碳酸鈣表面的官能團(tuán)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵；帶有親有機(jī)物基團(tuán)的另一端則與聚合物分子鏈發(fā)生反應(yīng)。常見的偶聯(lián)劑有鈦酸脂偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑等。    

（2）表面活性劑改性   

表面活性劑改性主要分為，脂肪酸鹽改性、磷酸酯類改性、季銨鹽類改性等方法。  

硬脂酸：硬脂酸鹽屬于陰離子改性劑，硬脂酸分子中含有羥基基團(tuán)，可以和納米碳酸鈣表面的鈣離子形成脂肪酸鈣沉淀，沉積在納米碳酸鈣表面。此時(shí)可以認(rèn)為脂肪酸鈣沉淀在碳酸鈣表面形成了一層膜，對(duì)碳酸鈣分子有包覆作用，而另一端得到的改性碳酸鈣表面形成具有長(zhǎng)鏈的烷基烴結(jié)構(gòu)增強(qiáng)相容性。