含钙矿物及固废制备碳酸钙晶须的研究进展与思考

胡攀， 古卫乐， 田键,4,5*， 朱艳超， 汤钒， 刘旻， 徐逸凡， 操未青

1.湖北大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 430062； 2.功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室，湖北 武汉 430062； 3.工业废弃物绿色产业化应用技术湖北省工程研究中心，湖北 武汉 430062； 4.玉林师范学院碳酸钙产业发展研究院，广西 玉林 537000； 5.湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司，湖北 武汉 430062

1 引言

碳酸钙有方解石、文石、球霰石三种同质异形体如图1所示，其中方解石和文石都是天然碳酸钙中较为常见的矿物晶型，文石是柱状或是纤维状，热力学上是亚稳态的，常常会随着环境条件的变化而转变为方解石。在常温常压下会以107年至108年的时间尺度转化为方解石。在干燥空气中加热时，在约400 ℃时开始转化为方解石[1-4]。

图1 多种晶型的碳酸钙

方解型碳酸钙形貌繁多有棒状、片状、层状等，而球霰石型碳酸钙多为球状，常用于吸附材料中，碳酸钙晶须属文石型碳酸钙，晶体结构完整，呈纤维状，内部缺陷少，硬度高、模量大，常被作为填充剂、增韧剂、增白剂应用在各个领域[5-6]。与其他钙基材料相比碳酸钙晶须对聚丙烯(PP)材料弯曲强度、冲击强度的增强效果明显优于普通轻钙[7]；天然橡胶(NR)经改性碳酸钙晶须复合后，损耗因子降低，热稳定性提高，拉伸强度和抗撕裂强度都明显得到提升[8]；造纸上碳酸钙晶须能赋予纸张更加良好的印刷性[9-10]，更高的强度和更好的留着率；其他钙基材料在加入水性涂料，黏结强度及触变性增强效果与碳酸钙晶须相比明显不足[11-12]。……