碳酸鈣的有機(jī)改性是指通過物理或化學(xué)方法將有機(jī)物改性劑包裹在碳酸鈣表面，使碳酸鈣表面性質(zhì)發(fā)生改變，從而增加界面相容性，減少粉體相互團(tuán)聚。目前，碳酸鈣常用的有機(jī)改性劑主要有聚合物、偶聯(lián)劑、表面活性劑等。

聚合物

聚合物表面改性是指在碳酸鈣粒子表面形成一層核殼結(jié)構(gòu)的高聚物層，常用的聚合物主要有低聚物、高聚物和水溶性高分子。

聚合物改性碳酸鈣有兩種方法，一種是在碳酸鈣表面使單體通過聚合反應(yīng)形成高分子鏈段，另一種是將聚合物溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲行纬筛叻肿尤芤?，再向其中加入碳酸鈣，當(dāng)高聚物逐漸吸附到碳酸鈣表面后將溶劑清除形成包覆。

偶聯(lián)劑

偶聯(lián)劑是一種同時含有極性和非極性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，偶聯(lián)劑分子兩端的極性親水基團(tuán)和非極性疏水基團(tuán)可以分別與無機(jī)粉體和聚合物基體發(fā)生物理纏繞或化學(xué)反應(yīng)，使兩者得到穩(wěn)定結(jié)合，使得復(fù)合材料的性能得到進(jìn)一步改善。當(dāng)前主要用于碳酸鈣表面改性的偶聯(lián)劑類型主要有復(fù)合偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等。

1、復(fù)合偶聯(lián)劑

復(fù)合偶聯(lián)劑是指分子中含有兩個或兩個以上金屬元素的新型偶聯(lián)劑，常用于碳酸鈣表面改性的復(fù)合偶聯(lián)劑有鋁鈦偶聯(lián)劑和鋁鋯酸酯偶聯(lián)劑。

2、硅烷偶聯(lián)劑

硅烷偶聯(lián)劑早期主要用于玻璃纖維增強(qiáng)塑料，在碳酸鈣表面改性方面的應(yīng)用很少。大多數(shù)硅烷偶聯(lián)劑與碳酸鈣的表面結(jié)合效果很差，甚至沒有效果。需要用到的偶聯(lián)劑種類也很多，導(dǎo)致工藝復(fù)雜且成本較高，實(shí)用性較差。

3、鈦酸酯偶聯(lián)劑

經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑處理過的碳酸鈣表面會覆蓋一層有機(jī)分子膜，使碳酸鈣表面性質(zhì)變?yōu)槭杷?，改善其與高聚物的界面相容性，提高復(fù)合材料的機(jī)械性能。但鈦酸酯價格昂貴，其棕色會對白色系產(chǎn)品產(chǎn)生影響，并可能影響人體健康。

4、鋁酸酯偶聯(lián)劑

鋁酸酯偶聯(lián)劑在常溫下為固體，顏色淺且無毒，熱分解的溫度較高，價格低廉，包裝運(yùn)輸方便，適用于對外觀要求嚴(yán)格、安全性好的產(chǎn)品。但鋁酸酯易水解，不能用于濕法表面改性工藝。鋁酸酯改性碳酸鈣活性高、粒徑小、易分散、吸油性和吸濕性低。

此外，還有鈷酸酯偶聯(lián)劑、鋅酸酯偶聯(lián)劑和硼酸酯偶聯(lián)劑等一系列常用于碳酸鈣表面改性的表面改性劑。

表面活性劑

表面活性劑是一種具有親水親油兩種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的分子，可以幫助無機(jī)粉體和有機(jī)物基體有效結(jié)合，當(dāng)前在碳酸鈣表面改性方面主要使用的活性劑有磷酸酯類、季銨鹽類和脂肪酸（鹽）。

1、磷酸酯類

磷酸酯與碳酸鈣表面的鈣離子結(jié)合形成磷酸鹽，從而在碳酸鈣表面產(chǎn)生包覆作用。經(jīng)磷酸酯改性后，碳酸鈣親油性增強(qiáng)，碳酸鈣復(fù)合材料的機(jī)械性能、加工性能進(jìn)一步提升。

2、季銨鹽類

季銨鹽類表面活性劑是最常用的陽離子型表面活性劑，主要是通過季銨鹽的正電荷與碳酸鈣表面發(fā)生吸附作用，另一端與聚合物產(chǎn)生交聯(lián)作用來完成對碳酸鈣表面的改性。

3、脂肪酸（鹽）類

脂肪酸（鹽）類改性劑屬于陰離子表面活性劑，碳酸鈣能夠與脂肪酸（鹽）類的改性劑在表面發(fā)生物理吸附或化學(xué)鍵合，得到表面具有長鏈烷基烴結(jié)構(gòu)的改性碳酸鈣。

脂肪酸（鹽）的濕法改性是使脂肪酸根離子與游離的鈣離子反應(yīng)，進(jìn)一步遷移到碳酸鈣表面產(chǎn)生包覆效果。干法改性是使碳酸鈣表面的羥基和鈣離子被脂肪酸的羧基進(jìn)攻，對碳酸鈣顆粒產(chǎn)生包覆作用，減少顆粒之間的堆積現(xiàn)象。

這一類改性劑有棕櫚酸、木質(zhì)素、硬脂酸（鹽）和樹脂酸（鹽）等。