阻燃改性填充料碳酸鈣還有“孰輕孰重”之分？
????????碳酸鈣作為廉價的填充材料，其經濟性不言而喻，作為塑料工業中使用數量最大、應用面最廣的粉體填料，每年使用量達到數百萬噸，用于替代以石油為原料的合成樹脂，相當于國家少建2～3座大型石油化工廠。
?????????實踐表明，碳酸鈣不僅可以降低塑料制品的原材料成本，還可以改善塑料材料某些性能，而“對癥下藥”的適用不同種類的碳酸鈣，可顯著提高基體塑料性能。今天我們來聊聊碳酸鈣的兩個重要類別：輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣。
????????都屬于碳酸鈣，有哪些不同？
?????????◆◆來源方式不同◆◆
????????輕質碳酸鈣是化學合成的碳酸鈣，又稱沉淀碳酸鈣、膠體碳酸鈣或者活性碳酸鈣，甚至可以生產出納米碳酸鈣，簡稱輕鈣。它是將石灰石原料煅燒生成石灰和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳，其主要成分氫氧化鈣，通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，經脫水、干燥和粉碎制得，或者由碳酸納和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀，經脫水、干燥和粉碎制得。
????????重質碳酸鈣簡稱重鈣，是用機械方法直接粉碎天然的方解石、大理石、白堊、貝殼等制得。
????????◆◆堆積密度不同◆◆
????????重鈣與輕鈣最明顯的區別就在于產品的堆積密度不同，重鈣產品的堆積密度較大，一般為0.8～1.3g/cm3;而輕鈣產品的堆積密度較小，多為0.5～0.7g/cm3;一些納米碳酸鈣產品的堆積密度甚至更低，可以達到0.28g/cm3左右。
????????◆◆白度大小不同◆◆
????????由于重鈣產品相對雜質較多，因此產品白度一般為89%～93%，極少數的產品能達到95%。而輕鈣產品因為化學合成制成，去除了很多雜質，產品純凈度很高，因此白度多為92%～95%，部分產品可以達到96%～97%，這也是輕鈣產品多用于高檔或淺色制品填充的主要原因。
????????◆◆水分含量不同◆◆
????????重鈣產品水分一般為0.2%～0.3%，水分含量比較低同時也較為穩定，一些高檔的重鈣產品水分甚至可以達到0.1%左右。普通輕鈣產品水分0.3%～0.8%，有時會有一定的波動不太穩定。傳統上重、輕鈣的區分就是用水份儀器測試水分，水分大到接近1%就是輕鈣，小到0.1%以下為重鈣。
????????◆◆粒徑大小不同◆◆
????????重鈣產品的粒徑為0.5～45um不等，產品粒徑因粉碎設備不同而不同。普通輕鈣產品的粒徑一般為0.5～15um，因顆粒形狀為紡錘形難以準確測定，一般是一個范圍;輕鈣中的納米碳酸鈣粒徑更細，尺寸一般為20～200nm。
????????◆◆味道不同◆◆
????????輕鈣因石灰石煅燒后去除掉很多雜質一般來說白度較高，純度也較高，但國內的輕鈣很多因為氧化鈣反應不完全，殘留有石灰味道，如果用于食品行業，如填充餅干則會有嗆人的味道，而重鈣沒有。
????????另外，過多的氧化鈣會造成產品在水性體系偏堿性或者PH值不好調節，導致成品不穩定。此外，兩者的磷酸含量不同，輕鈣中有時為了調整PH值處于合理范圍需要加入少量磷酸，而重鈣則沒有。
????????◆◆顆粒形狀不同◆◆
????????用高倍顯微鏡看，普通輕鈣的顆粒較為規則，在充分分散開來的情況下通常呈紡錘形。對于輕質碳酸鈣，合成產品的顆粒形狀是可以人為控制的，可以在碳化過程中加入控制劑來實現控制。
????????重鈣產品由于不同的重鈣加工方法，碳酸鈣的微觀形狀不同。重質碳酸鈣不同產地碳酸鈣具有固定的晶形，破碎和細化不會改變晶型，一般方解石重鈣為六方晶型、大理石重鈣為立方晶型。
????????對于輕質碳酸鈣，在具體碳化制備過程中，三種晶型碳酸鈣以不同比例同時出現。輕質碳酸鈣的三種晶型主要包括：方解石晶型、文石晶型 、球霰石晶型。
????????◆◆吸油值不同◆◆
????????輕質碳酸鈣的吸油值為60-90 ml/100mg，遠遠大于重質碳酸鈣的40-60ml/100mg，因此吸收液體性和吸收樹脂性能很好。如果配方含有液體助劑，應該選用吸油值小的重質碳酸。吸油值大的無機粉體，會導致需要處理的偶聯劑量增。
????????◆◆流動性不同◆◆
????????從流動性上考慮，輕質碳酸鈣的微觀結構為紡錘形狀，加上其自身吸油值比較大，可以將配方中促進流動的組分如潤滑劑、增塑劑、偶聯劑、分散劑等吸收，所以它的流動性不如重質碳酸鈣好，一般加入量超過25份就嚴重影響流動性。
????????而重質碳酸鈣為顆粒狀可以促進流動性，加入量不受限，在PVC管材配方中如果碳酸鈣添加超過25份，如果從流動性上考慮最好選用重質碳酸鈣。
????????◆◆價格不同◆◆
????????重質碳酸鈣的加工主要是通過機械破碎、研磨的方法實現的;輕質碳酸鈣的生產是通過化學反應沉淀后制取的，后者比前者的工藝復雜的多，要求也相應嚴格的多，因此同等粒徑的重質碳酸鈣要比輕質碳酸鈣便宜30%左右，如果性能允許可選擇重質碳酸鈣更經濟便宜。
????????◆◆改性功能不同◆◆
????????重、輕碳酸鈣兩者改性效果區分有細微區別，重質碳酸鈣對拉伸強度較好，而輕質碳酸鈣對沖擊強度和剛性較好，一般用輕鈣的塑料表面更光滑一些，而且密度會低一些;使用重鈣塑料加工流動性要好一些，而且粒徑較小的重鈣填充塑料性能也較好。
????????◆◆改性功能不同◆◆
????????對于重質碳酸鈣而言不同產地碳酸鈣所發出的底色不同，破碎和細化也不會改變。如四川碳酸鈣底色發藍色，廣西碳酸鈣底色發紅色、江西碳酸鈣底色發青色等等。
????????而對于輕質碳酸鈣，因為它為化學合成法人工制成，在合成的過程中可以控制其產生晶型的種類，所有就可以控制其色光的類型。
????????◆◆PH值大小不同◆◆
????????輕質碳酸鈣的PH值為9-10，而重質碳酸鈣的PH值為8-9，也就是說輕質碳酸鈣的堿性比重質碳酸鈣更強一些，在碳酸鈣復合制品燃燒過程中，更加容易吸收酸性分解氣體。
????????因此，碳酸鈣復合制品焚燒低毒氣的原因為碳酸鈣本身呈現堿性，可以吸收燃燒產生的HCI、H2S等酸性氣體，消除酸性能物質遇氯元素產生二噁英的隱患。
????????在歐美日韓發達國家及我國臺灣地區的環保法明確規定凡一次性塑料垃圾袋，生產時必須添加碳酸鈣(CaCO3)，日本規定焚燒處理塑料垃圾袋都要求含有30%以上的碳酸鈣，并由專門的環保部門監制。
????????只有填充了無機物碳酸鈣(CaCO3)在焚燒時才可降低發熱量，焚燒時化為粉末不滴油、不冒黑煙，無二次公害產生，且不損傷焚化爐，符合環保產品的國際趨勢。所以，從焚燒碳酸鈣復合制品低釋放毒氣上考慮，首選輕質碳酸鈣具有更加環保的社會意義。
????????正確區分輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣，對于改性工程師們在具體配方設計時具有重大意義。選取適合的碳酸鈣，不僅可以降低成本，更有助實現改性塑料制品的優異性能。
