碳酸钙在塑料中应用现状及重要意义
碳酸钙是塑料中使用的粉体材料中最重要的一类，在每年使用的600多万t各种无机粉体材料中，碳酸钙的用量达到70%以上，本文重点将碳酸钙在塑料中的应用概况 作一叙述，供大家参考。
通常把天然矿石磨碎得到的粉末称之为重质碳酸钙，而把通过化学反应得到的沉淀 碳酸钙称之为轻质碳酸钙。在碳酸钙行业，用沉降体积来区别碳酸钙属于重质的还是轻 质的。沉降体积即在无水乙醇中完全依靠重力沉降时碳酸钙的体积，2.5mL/g以上称之 为轻质碳酸钙，1.2～1.9mL/g称之为重质碳酸钙。
塑料作为一种新型合成材料，已广泛应用在各行各业和人民生活中。通常生产塑料 制品的原料是采用纯树脂，如聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等直接 加工成型。随着现代科学技术发展，对塑料制品材料性能提出更高的要求，纯树脂显得 力不从心，相反在纯树脂中添加各类无机粉体，可以提升塑料树脂的各类性能，以达到 所需要的技术指标和高性价比，其中用量最大的矿物材料便是碳酸钙。塑料改性加工行 业和碳酸钙行业结合起来，促进了塑料改性的发展，在塑料行业的技术创新中起到了积 极作用。
一、碳酸钙在塑料工业中应用的重要意义
1 替代部分塑料，节约石油资源
我国塑料中的无机材料大约每年需600多万t，无机矿粉按质量计算可以替代600 多万t塑料，相当于6个燕山石化的产量。用相对储量丰富的碳酸钙代替石油产品，每 年少用数百万吨合成树脂，即可以节约大量的石油。我国目前石油产品年进口量已过亿 吨，通过使用无机粉体节约石油，无疑是对国家的重大贡献。与节约原油相比，能源的 节省也很明显，相对合成树脂产品从石油勘探开采、运输、裂解、合成整个过程所需的 能源消耗，碳酸钙的生产要简单得多，一吨产品的投资和能源仅及合成树脂的数百分之 一。合理地大量使用碳酸钙粉体对于建设节约型社会，实施可持续发展战略具有重要 意义。
2 降低塑料制品生产成本
近年来，世界石油资源日益紧缺，国际石油价格暴涨，导致合成树脂价格长期居高 不下，众多塑料制品厂难以生存，纷纷寻求降低原材料成本的办法，以求维持产品的市 场竞争力。
碳酸钙是资源丰富、价格低廉的无机矿物粉体，普通碳酸钙300～600元/t，而烯 烃树脂价格在9000～15000元/t，聚氯乙烯价格在7000～8500元/t，树脂比钙粉的价格 高出20～30倍，改性母料的价格也只有树脂的1/5～1/3。如果在塑料制品中添加 5%～30%的母料，扣除密度因素，每吨塑料制品还可降低成本几百元到数千元，企业 生产效益非常明显。
在塑料制品中加入适量钙粉，还可以改善塑料制品的印刷性、触摸感、降低注塑等 产品的收缩率，在降低生产成本的同时，改善产品性能，提高产品的市场竞争力，产生 明显的经济效益和社会效益。
3 碳酸钙粉体在塑料中的环保效益
以往的塑料材料主要通过追求优异的使用性能，而较少考虑或根本不考虑使用后在 自然环境中的可消纳性，致使塑料材料在使用后被随便丢弃，并被社会冠之以 ‘白色 污染’，给自然景观和生态环境带来一定的影响。在提倡保护环境产品绿色化、解决白 色污染、走循环经济和可持续发展道路的今天，人们对填料的认识也在不断提高。作为 填料的碳酸钙来自大自然，随着被加入到塑料制品后而废弃，回归大自然，或者随着塑 料的回收而回收。早在2003年中国塑料加工工业协会塑料改性专业委员会福州年会上， 全体代表发出把添加无机矿物粉体的塑料纳入环境友好材料的倡议。由于碳酸钙材料不 仅应用在塑料中，它还广泛应用在涂料、油漆、造纸、医药、日化、建材等各行各业 中，加快无机粉体环境友好材料在各行业中新产品的研究开发产业化的步伐，造福人 类，是当前科研、生产的前沿课题。
近年来的研究成果表明，碳酸钙等无机粉体材料在制造环境友好塑料材料方面 已发挥了重要作用。碳酸钙有利于塑料材料的降解，聚乙烯薄膜中有碳酸钙粉末 时，由于在填埋后碳酸钙有可能与CO2和H2O反应，生成溶于水的Ca (HCO3)2而离 开薄膜。留下的微孔，将增大聚乙烯塑料接触周围空气和微生物的面积，从而有利 于进一步降解。填加碳酸钙有利于聚乙烯的焚烧，对于无回收利用价值或回收利用 再生的代价太大不宜再回收时，填埋又要占据大量土地，焚烧仍然是可选的处理方 法。多数城市固体废弃物的外包装 (垃圾袋) 能否安全燃烧并燃烧完全，是焚烧技 术的关键之一，而燃烧时，塑料溶化容易形成黏壁现象，无机粉体的加入能够使得 这一问题得到极大的改善。因此，日本要求包装袋内至少添加15%的无机填料; 废 弃塑料在填埋后，碳酸钙不含有对人体有害的重金属，因此对填埋后地下水质无有 害影响。
4 提高塑料制品的物理性能
碳酸钙粉体在塑料中的填充改性技术发展迅速，人们发现碳酸钙不仅价廉，起到增 量、降低成本的作用，而且对于所填充的基体塑料有显著的改性作用。清华大学高分子 研究所依据界面诱导与调控理论和应用技术，可以把重质碳酸钙作为抗冲改性剂使用， 在重钙添加量达到50%时，填充高密度聚乙烯的缺口冲击强度比纯高密度聚乙烯提高 数倍，甚至十几倍。这种以碳酸钙粉体为主体材料，经过独特的表面处理技术使填充塑 料的冲击性能 (韧性) 得以显著提高，而同时材料的拉伸强度和弯曲模量 (刚性) 未 显著降低的改性技术称之为刚性粒子增韧。近年来在这些方面已取得多项研究成果，如 纳米增韧技术、活化包覆改性技术等。
来源：中国粉体技术网
来源：中国粉体技术网