2016年10月
纳米碳酸钙的表面改性及其在橡胶中的运用闻新春（乌鲁木齐泰迪安全技术有限公司中级工程师，新疆乌鲁木齐830000） 摘要：在现实生活中塑料以及橡胶制品的主要填充材料就
是纳米碳酸钙，纳米碳酸钙作为一种填料有着很强大的功能，
不仅可以调高塑料制品的刚度、尺寸稳定性、耐磨性以及耐热
性，还在很大程度上减少了支出的成本。但是纳米碳酸钙仍有
着一定的缺陷，因此我们需要对纳米碳酸钙进行一定的表面改 性工作，使纳米碳酸钙的表面尽量的缩小，提高纳米碳酸钙的
分散性，使其表面呈现出亲油性，只有这样才能使高聚物与纳
米碳酸钙在亲和性上有着明显的提高。本文这要对纳米碳酸
钙的表面改性以及其在橡胶中的应用进行分析。
关键词：纳米碳酸钙；表面改性；橡胶
cti论坛在发达国家纳米碳酸钙在橡胶制品的使用上已经非常的钙盐
普遍了，而且增长速度还在逐步的上升。纳米碳酸钙相较与普
通的微米碳酸钙来说有着容易集成团，表面疏油亲水还有表面
能高的特点，在一些弱极性和非极性的橡胶中很难以均匀的进
行分散。对纳米碳酸钙进行表面改性工作已经是国内外研究
的一个焦点。
1纳米碳酸钙的表面改性工作
1.1高能表面处理
（1）表面的辐照改性：根据调查研究发现纳米碳酸钙在它
的表面有一些孤对电子，而且它的状态并不是特别的稳定，很
容易和大气中的一些水分进行化学吸附导致纳米碳酸钙的表
面产生大量的羟基，然而只要将纳米碳酸钙进行辐照我们会发
现会产生一些自由基并且引发单体进行自由的聚合，这样就使
塑料橡胶制品的填料表面出现一层聚合物膜或者是有机膜。
以至于高分子材料与填料的表面性质的相容性在一定程度上
得到改善。
儒林外史的讽刺艺术（2）等离子体的表面改性：这种方法主要采用的是辉光放
电等离子系统进行实现的，通过等离子对气体进行处理，经过
化学反应就会在纳米碳酸钙的表面出现一种有机包覆膜。
（3）无机体的改性：无机体对于纳米碳酸钙来说有着非常
良好的作用不仅可以增加纳米碳酸钙的耐酸程度还可以对纳
米碳酸钙的分散性进行一定的改善。主要原理就是纳米碳酸
钙可以和磷酸酯进行一定的化学反应，使纳米碳酸钙表面的盖
离子变成磷酸盐，生成的磷酸盐对纳米碳酸钙的离子表面进行
包裹，充分的改善了纳米碳酸钙的亲油性以及分散性。
1.2有机物的表面改性
高粱秸（1）有机酸的包裹改性：根据对纳米碳酸钙的研究发现它
的羟基有好大一部分呈现出疏油亲水的特点，这个特点就为进
行有机酸的包裹提供了一定的条件，通过有机酸对纳米碳酸钙
通田阁萝
进行改性，可以发现改性后的纳米碳酸钙其表面的吸附活性的
含量明显的增加，在沉积体积、吸油量量上以及接触角等方面交通流
会发现也有明显的下降趋势，在亲油性方面得到了很好的改
善，与基体的相容性方面也得到了提高。至于怎么进行具体的
化学反应目前大体上有两种不同的说法其一就是有机酸与纳
米碳酸钙表面上的钙离子发生了反应，还有一种说法就是纳米
碳酸钙表面的氢氧根或者碳酸根发生了反应。
（2）偶联剂的改性：采用偶联剂的方法对纳米碳酸钙进行
表面改性，就是通过纳米碳酸钙的表面和偶联剂分子一端的基
团进行化学反应，反应的结果会形成化学键，偶联剂的另一端
基团则和高分子机体进行物理缠绕或者是化学反应，通过偶联
剂可以充分的把高分子基质和纳米碳酸钙紧密的联系起来，从
而有效的提高了复合材料的综合性。
（3）聚合物的改性：采用聚合物对纳米碳酸钙进行表面改
性大体上会有两种方式，一种是聚合物不用进行化学反应直接
就可以吸附在纳米碳酸钙的表面对其进行改性，另外一种就是
通过单体对纳米碳酸钙的表面进行吸附，通过化学反应引发聚
合物在纳米碳酸钙表面进行高分子链接。
2纳米碳酸钙在橡胶中的具体应用
2.1粉末橡胶的复合体系：
近些年来，由于对粉末橡胶复合体系的不断研究，在很大
程度上导致粉末橡胶逐渐的兴起，在具体的研究中发现粉末橡
胶它的粒径是非常小基本上不超过一毫米，而且它的流动性也
是非常的良好，在进行运输的过程中不会发生粘结成团的现
象。与块状的橡胶相比起来粉末橡胶的优势有很多，在一些工
业发达的国家已经出现使用粉末橡胶去代替快状橡胶的现
象。制备粉末橡胶的方法有很多中，人们经常使用的是凝聚包
覆法，就是因为这种方法在进行的过程中有工艺比较简单而且
操作容易控制的优点，另一个优点就是在具体的实施过程中通
过在粉末化系统中添加填料或者是补强剂，所制作出来的粉末
母炼胶以及填充型的粉末橡胶，不仅可以让填料均匀的分布在
橡胶上，在很大程度上还提高了橡胶的质量。
2.2块状橡胶的复合体制：
纳米碳酸钙对于橡胶制品来说有着非常良好的应用，它在
橡胶的硫化促进以及补强方面有着很显著的效果，一般彩和
浅的橡胶制品所采用的填充料都为纳米碳酸钙。与普通的
碳酸钙相比经纳米碳酸钙填充的橡胶制品在压缩变形、致密
性、耐磨性、抗划痕性、撕裂性以及硫化胶的伸张率上都有着明
显的提高。而且纳米碳酸钙在很大程度上能取代其他填充物
适用于各种各样的橡胶制品。
3结语
纳米碳酸钙这种高分子的新型填充材料，对于制作新型的
复合性材料有着非常重要的意义，一旦新型的复合材料研制出
来对于高分子改性工业来说可以说是一个非常重要的里程
碑。因此纳米碳酸钙在工业的使用价值是非常巨大的。目前
纳米碳酸钙在我国的发展应用还比较落后，所以一定要加强对
纳米碳酸钙的研究工作。
参考文献:
[1]周扬波，古菊，贾德民.纳米碳酸钙的表面改性及其在橡
胶中的应用[J].特种橡胶制品,2004,03:54-58.
[2]冀冰，郭万涛，吴医博，王兵.纳米碳酸钙在橡胶中的应用
和研究进展[J].材料开发与应用,2008,05:85-88.
[3]张新锋.纳米碳酸钙对橡胶综合性能的影响及其发展
[J].网友世界,2014,13:182.
作者简介：闻新春（1978-），男、湖北浠水县、乌鲁木齐泰迪安全
技术有限公司、中级工程师、学士、化学工程。
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