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碳酸钙属于无机物，颗粒表面是极性的，亲水疏油，并具有团聚性，与有机高聚物相容性差，在高聚物基料中分散不均匀，结合力低，容易产生界面缺陷，导致产品质量不稳定。
未经表面改性处理的碳酸钙作为造纸填料，具有与纸浆纤维的相容性和结合力差、在纸张中留着率低、使纸张的机械强度下降等缺点。因此，碳酸钙需要进行表面改性才能更好地用于造纸行业中。
碳酸钙的表面改性工艺主要有干法改性工艺、湿法改性工艺和原位改性工艺三种。一般采用干法粉磨制备的重质碳酸钙采用干法改性工艺，采用湿法粉磨制备的重钙采用湿法改性工艺。轻质碳酸钙采用化学法制备，一般使用原位改性工艺。造纸用碳酸钙表面改性常用的改性剂主要有偶联剂、聚合物、无机物等。
1、偶联剂
偶联剂是一种两性结构物质，分子既有亲水性的极性基团又有疏水性的非极性基团，能够将无机粒子和有机物基体通过牢固的界面层而结合在一起。
陈均志等将自制的阳离子型铝-锆有机金属络合物偶联剂与轻质碳酸钙按0.3:100的比例充分混合，在110℃左右反应15~30min，把经过表面改性后的轻质碳酸钙用于抄纸中。可以改善纸张的耐破度、撕裂度、抗张强度等物理性能指标，提高纸张的物理强度；同时也可提高PCC的留着率。
2、聚合物
聚合物可以定向吸附在碳酸钙颗粒的表面，形成物理或化学吸附层，从而改进碳酸钙在有机或无机相（体系）中的稳定性。
吴宣宣利用阳离子淀粉单独改性PCC填料和阳离子淀粉与硬脂酸钠复配改性PCC填料，结果表明白度都略有降低，但相差较小，纸张的抗张指数、撕裂指数、滤水性能和填料留着率得到极大提高，且后者优于前者。改性PCC填料可以更好地与纤维结合，因而改善了加填纸张的强度性能和造纸湿部的留着性能。
陈南男等采用三元聚合物体系对重质碳酸钙进行改性，先使阴离子聚丙烯酰胺（APAM）、阳离子淀粉（CSt）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）形成聚合电解质复合物，再将其沉积包覆在造纸用重质碳酸钙的表面，引起填料预絮聚。将改性后的重质碳酸钙作为造纸填料，与使用未改性的重质碳酸钙对比，结果发现填料的平均尺度增大，是未改性填料的９倍；纸张的灰分提高了2.2倍(灰分含量16.32%)。由于重质碳酸钙改性后用于纸张加填，形成填料絮聚体（尺寸约为50~100μm），主要分布在纤维交织形成的空隙中或覆盖于纤维网络的表面，对纤维和纤维之间的氢键结合较少，所以纸张能保持良好的抗张强度。
3、无机物
碳酸钙表面pH值高、遇酸容易分解，使其应用受到一定的限制。常用缩合磷酸、硅酸钠、明矾、铝酸钠、二氧化硅和二氧化钛等耐酸无机物来改性碳酸钙颗粒，以降低pH值，提高耐酸性，拓展其适用范围。
Lourenco等通过溶胶-凝胶方法，用二氧化硅包覆在轻质碳酸钙填料表面，完成对轻质碳酸钙的表面改性。结果表明，与使用未改性的轻质碳酸钙作为造纸填料的手抄纸相比，在不受影响纸张的结构性能和亮度的情况下，可以得到更好的纸张强度性能。
综上，对碳酸钙进行表面改性，可以赋予碳酸钙以优良的物理化学性能，比如减少团聚性、增加亲油性和提高与高聚物基料的结合力等。碳酸钙改性后用于造纸过程中，可以明显在不降低纸张强度的情况下，提高碳酸钙在纸张中的留着率。
