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中国粉体工业　　　

２００７年第６期

年 上 升 ， 它 已 逐 渐 发 展 成 为 一 种 功

能性填料

［ ３ ］

。

２ ． 纳米碳酸钙的制备

目 前 ，纳 米 材 料 的 制 备 方 法 主

要 可 分 为 三 大 类：固 相 法 、 液 相 法

和气相法

［ ４ ］ ［ ５ ］ ［ ６ ］

。而纳米碳酸钙主要

采 用 液 相 法 合 成 。 纳 米 碳 酸 钙 的 制

备 最 早 是 用 苛 化 法 ，生 成 的 碳 酸 钙

中 含 有 微 量 碱 ，且 难 以 去 除 ， 故限

制 了 它 的 实 际 应 用 。工 业 上 主 要 采

用 间 歇 碳 化 法 和 连 续 喷 雾 碳 化 法 两

种 方 法 制 备 纳 米 碳 酸 钙 。它 们 以 天

然 碳 酸 钙 作 为 原 料 ，成 本 低 廉 ，具

有 良 好 的 开发 前景

［ ７ ］

。近年来 ，人

们 又 致 力 于 开 发 新 的 纳 米 碳 酸 钙 的

制备方法，比如超重力 法

［ ８ ］

、 微乳

液法

［ ９ ］

和沉淀法

［ １ ０ ］

等制备纳米碳酸

钙 。

３ ． 纳米碳酸钙在造纸工业中的
应 用

造 纸 行 业 中 大 量 使 用 碳 酸 钙 是

基 于 国 际 上 造 纸 工 业 从 酸 性 造 纸 工

艺 转 向 碱 性 或 中 性 造 纸 工 艺 ，这 样

就 可 以 大 量 使 用 廉 价 的 碳 酸 钙 代 替

以 往 的 滑 石 和 瓷 土 ，为 纳 米 碳 酸 钙

的 应 用 提 供 了 一 个 巨 大 的 潜 在 市

场 。

３．１ 造纸填料

碳 酸 钙 具 有 粒 度 细 、 白 度 高 、

价 格 较 低 等 特 点 ， 非 常 适 合 作 为 造

纸 填 料 使 用；而 纳 米 碳 酸 钙 具 有 更

高 的 空 隙 体 积 和 散 光 系 数 ， 呈 多 孔

疏 松 结 构 ，作 为 填 料 可 提 高 纸 张 松

厚 度 、不 透 明 度 ，有 助 于 提 高 纸 张

填 料 保 留 率 和 灰 分 ，减 少 白 水 沉 积

物 ， 从 而 可 以 减 少 造 纸 厂 对 助 留 剂

的 用 量 ， 进 而 降 低 了 处 理 造 纸 废 水

的负荷

［ １ １ ］

。纳米碳酸钙作为造纸填

料有如下优点

［ １ ２ ］

：①具有高蔽光性、

高 亮 度 ， 能 提 高 纸 制 品 的 白 度 和 蔽

光 性 。② 能 使 造 纸 厂 使 用 较 多 的 填

料 而 少 用 纸 浆 ，能 大 幅 度 地 降 低 生

产 成 本 。 ③ 纳 米 碳 酸 钙 粒 度 细 而 均

匀， 对 纸 机 的 磨 损 小 ， 并 且 能 使 生

产 的 纸 制 品 更 加 均 匀 、 平 整 。④ 纳

米 碳 酸 钙 的 吸 油 值 高 ， 能 提 高 彩 色

纸 的 颜 料 牢 固 性 。 ⑤ 采 用 纳 米 碳 酸

钙 填 充 中 性 纸 或 纸 板 时 ，能 够 提 高

纸 或 纸 板 的 紧 密 度 。由 于 纳 米 碳 酸

钙 可 以 替 代 价 格 较 高 的 高 岭 土 和 滑

石， 从 而 使 造 纸 厂 获 得 明 显 的 经 济

效 益 。

３．２ 造纸涂料

随 着 国 内 碱 性 造 纸 技 术 的 普 及

和 颜 料 涂 布 纸 、涂 布 纸 板 产 量 的 快

速 增 长 ， 以 及 颜 料 涂 布 纸 涂 料 配 比

中 碳 酸 钙 比 例 的 不 断 提 高 ， 促 进 了

碳 酸 钙 消 费 的 高 速 增 长 。因 为 纳 米

碳 酸 钙 自 身 白 度 高 ，以 及 其 属 于 纳

米 级 材 料 的 特 点 ， 从 而 对 涂 布 纸 的

质 量 提 高 有 所 帮 助 。通 过 在 涂 料 里

加 入 纳 米 碳 酸 钙 ， 可 以 得 到 高 光 泽

度 、高 白 度 、 高 表 面 强 度 和 高 油 墨

吸 收 性 的 涂 布 纸 ， 并 且 能 改 善 纸 的

平 滑 度 、 降 低 粗 糙 度 。 纸 张 涂 料 常

用的 Ｐ Ｃ Ｃ 晶形有：纺锤状、米粒状、

菱 形 片 状 、 方 解 石 体 、 柱 状 。

近 年 来 ，碳 酸 钙 表 面 电 荷 特 性

的 研 究 引 起 人 们 的 重 视 ，碳 酸 钙 表

面 电 荷 特 性 关 系 到 颜 料 的 凝 聚 与 解

离（ 分 散） 以及涂料的配伍性与流变

性。肖仙英等

［ １ ３ ］

通过对纳米碳酸钙

应 用 于 造 纸 涂 料 做 了 探 索 性 的 研

究， 结 果 是 在 同 样 的 胶 粘 剂 、分散

剂 用 量 的 情 况 下 ， 向 普 通 的 涂 料 配

方 中 掺 入 少 量 纳 米 碳 酸 钙 ， 可 以 提

高 涂 层 的 强 度 、平 滑 度 ， 对 油 墨 的

吸 收 性 能 也 有 一 定 的 改 善 ， 并 说 明

了 纳 米 粒 子 应 用 于 造 纸 涂 料 具 有 独

特的优点。王革

［ １ ４ ］

通过对纳米级轻

质 碳 酸 钙 来 改 善 铜 版 纸 的 涂 层 空 隙

和 涂 层 油 墨 吸 附 表 面 积 的 实 验 ， 表

明 纳 米 碳 酸 钙 既 能 较 好 地 保 持 印 刷

光 泽 度 ， 又 能 达 到 提 高 油 墨 吸 收 的

要 求 。

４ ． 纳米碳酸钙的改性研究

碳 酸 钙 的 表 面 改 性 是 通 过 物 理

或 化 学 方 法 将 表 面 处 理 剂 吸 附 或 反

应 在 碳 酸 钙 粒 子 的 表 面 ，使 其 表 面

活 化 ，获 得 许 多 设 定 的 性 能 ， 进而

拓宽了碳酸钙的应用领域

［ １ ５ ］

。通过

对 纳 米 碳 酸 钙 的 表 面 进 行 改 性 ， 可

以达到以下几个方面的目的： （ １ ） 降

低 颗 粒 间 的 内 聚 力 ，改 善 和 提 高 纳

米碳酸钙的分散性；（ ２ ） 提高纳米碳

酸钙的表面活性；（ ３ ） 改善纳米碳酸

钙与其他物质的相容性；（ ４ ） 提高纳

米碳酸钙的耐酸性；（ ５ ） 制备特定晶

形 的 纳 米 碳 酸 钙 ， 用 于 不 同 的 行

业 。

４．１ 表面活性剂改性纳米碳酸钙

目 前 ，表 面 活 性 剂 改 性 纳 米 碳

酸 钙 技 术 较 成 熟 ， 是 工 业 上 碳 酸 钙

表 面 改 性 常 用 的 修 饰 剂 。表 面 活 性

剂主要可分为脂肪酸（ 盐 ） 类、磷酸

酯类等。章正熙等

［ １ ６ ］

研究了脂肪酸

盐 改 性 碳 酸 钙 工 艺 及 其 影 响 因 素 ，

确 定 了 最 佳 改 性 时 间 、 改 性 温 度 和

改性剂的用量。Ｙ ｅ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ 等

［ １ ７ ］

采用

碳 化 法 生 产 纳 米 碳 酸 钙 ，在 不 同 的

反 应 阶 段 加 入 十 八 烷 基 磷 酸 二 氢 盐

作 为 粒 径 控 制 剂 和 表 面 活 性 剂 。 研

究 结 果 表 明 十 八 烷 基 磷 酸 二 氢 盐 在

Ｃ ａ Ｃ Ｏ

３

粒 子 表 面 形 成 了 磷 酸 钙 盐 ，

使 其 表 面 呈 亲 油 性 ，在 聚 合 物 基 体

中 能 够 很 好 的 分 散 。

４．２ 偶联剂改性纳米碳酸钙

偶 联 剂 可 分 为 硅 酸 盐 类 、钛酸

酯 类 、铝 酸 酯 类 等 。 偶 联 剂 分 子 的

一 端 为 极 性 基 团 ， 可 以 和 碳 酸 钙 颗

粒 表 面 的 官 能 团 反 应 ， 形 成 稳 定 的

化 学 键 ， 而 另 一 端 可 与 有 机 高 分 子

链 发 生 化 学 反 应 或 物 理 缠 绕 ，从而

把 两 种 极 性 差 异 大 的 材 料 紧 密 结 合

起 来 ， 且 赋 予 复 合 材 料 较 好 的 物

理 、 机 械 性 能 。近 年 来 ， 国 内 外 都

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