中國粉體網訊 聚氯乙烯（PVC）是人們日常生活中應用最廣、用量最大的熱塑性樹脂之一，它具有許多優點，如優異的阻燃性、絕緣性、耐腐蝕性、價格低廉等，廣泛應用于建材、型材、電線等方面。
但在加工過程中脆性較大，必須進行抗沖、增韌等一系列的改性后才可使用，產品應用成本相應增加。在PVC改性過程中加入適量的碳酸鈣，制品的韌性、剛性、強度、耐熱性等指標能得到明顯改善，同時PVC材料生產成本大幅降低。
碳酸鈣
1、碳酸鈣種類的選擇
碳酸鈣在PVC制品中能起到一種骨架作用，對制品尺寸的穩定性有很大作用，還能提高制品的硬度，并提高制品的表面光澤和表面平整性。
重質碳酸鈣：濕法重鈣的粒徑細、粒度分布窄、吸油值低、比表面積大、產品穩定，被廣泛應用于PVC制品中。以PVC壓延膜為例，濕法重鈣對其遮蓋力、耐熱性、拉伸強度有明顯補強作用，能與輕鈣、納米鈣相互替代。此外，有研究表明，在活性超細重鈣（鈦酸酯改性）填充體系中，隨著碳酸鈣用量的增加，PVC復合材料的沖擊強度逐漸增大，在用量為12%時達最大值。
輕質碳酸鈣：硬質聚氯乙烯制品加工過程中對輕質碳酸鈣的需求量非常大，不論是PVC～U異型材還是管材，輕質碳酸鈣都是必不可少的填充劑。加入輕質碳酸鈣可以增加體積，降低成本，同時還可以提高硬質PVC制品的尺寸穩定性、硬度和剛性，改善塑料的加工性能。
納米碳酸鈣：將納米活性碳酸鈣應用于PVC管材生產，管材的拉伸屈服強度、斷裂伸長率、縱向回縮率等指標均有所提升。據趙福平等實驗研究，包覆改性鈣粉和納米碳酸鈣填充聚氯乙烯材料，對拉伸強度提升較大，分別為17%和19%；包覆改性碳酸鈣無缺口沖擊強度相較未填充鈣粉時提升4倍。
2碳酸鈣改性PVC材料
碳酸鈣特別是輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣粒徑小、表面積大、親水性強、容易二次團聚，應用在PVC材料中需要進行疏水改性。其中，偶聯劑在碳酸鈣與PVC表面形成特殊的“分子橋”，改善碳酸鈣與PVC之間的界面黏接，進而提高制品的拉伸強度、伸長率、永久變形率，改善制品加工流動性。常用的偶聯劑有鈦酸酯、鋁酸酯及有機硅烷類等。
重質碳酸鈣主要對PVC有填充增容作用，其和PVC相容性較差，對力學性能影響大，推薦使用在PVC壓延合成革之發泡層中或對力學性能不做要求的應用場景中。對力學性能要求高的應用場景，采用輕質碳酸鈣、納米碳酸鈣為好；為減少碳酸鈣二次團聚，提高在PVC配方中的分散性能和相容性，宜選擇經過表面改性處理的輕質碳酸鈣或納米碳酸鈣。
3投料順序研究
碳酸鈣的投料順序在PVC加工過程中至關重要，目的是盡可能地將碳酸鈣粉體均勻分散在PVC體系中，減少二次團聚。在高速攪拌機中依次加入PVC粉、碳酸鈣、穩定劑，低速攪拌均勻后轉高速攪拌至溫度升至40~60℃，邊高速攪拌邊加入增塑劑等液體。繼續攪拌至100~120℃，混合物呈可流動性沙子狀為佳，再放入密煉機進行捏合并壓延成膜。
以上投料過程中，如先加增塑劑再加碳酸鈣，則碳酸鈣在大量的增塑劑浸潤下，易發生團聚，且和配方組合中的其他物料難以完全混合均勻。
結語
目前，PVC材料用碳酸鈣的“標準化”受到行業重視，今年廣東省工業塑料協會開始制定一些細分PVC材料用鈣粉的協會標準，以期為鈣粉在PVC材料中充分發揮作用，讓企業更加科學的生產和應用專用型，功能型填料。
參考文獻
黎華強，等：碳酸鈣在聚氯乙烯壓延成型工藝中的應用，廣東天安新材料股份有限公司
李進，等：聚氯乙烯改性用碳酸鈣的制備及應用，新疆天業（集團）有限公司
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（中國粉體網編輯整理/昧光）
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