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造纸用碳酸钙的制备与改性研究
引言
碳酸钙（CaCO3）是一种广泛使用的材料，在制备纸张时也是最常用的一种填料。由于碳酸钙具有良好的光泽度、白度和笔墨吸收性，因此能够提高纸张的质量和性能。然而，一些研究表明，在使用碳酸钙填料时，会影响纸张的力学性能和印刷性能。为了解决这些问题，研究者们开始探索改性碳酸钙的制备方法，并将其应用于纸张填料的生产中。
本篇论文主要介绍碳酸钙作为纸张填料的应用，以及改性碳酸钙的制备和应用，旨在提高纸张的品质并满足不同应用场景的特殊需求。
碳酸钙的应用
在制备纸张和印刷纸张中，碳酸钙常用作主要的填料。因为与其他填料相比，它具有以下优势：
1.良好的白度和光泽度：碳酸钙的白度可以达到90％以上，沉着和土质杂质的含量非常低，因此可以提高纸张的白度。
2.微粒度小：由于碳酸钙的平均粒径小，可以提高纸张的光学性能和笔墨吸收性，使其更适合印刷。
3.低成本：碳酸钙的价格相对较低，可以相对实惠地用于纸张的生产。
然而，使用碳酸钙作为填料也存在一些问题：
1.强度低：与其他填料相比，碳酸钙对纸张的强度影响较大，因为其多数不能形成纤维网络。
2.相对活性较低：由于碳酸钙的离子化学性质较低，它不能与其他材料形成化学键，因此不易与纸张水解胶结。
改性碳酸钙的制备和应用
为了克服上面提到的问题，研究者们尝试通过不同的方法改性碳酸钙。
1.表面改性：由于碳酸钙的表面活性较低，因此表面改性可以增加其表面活性，提高其在纸张中的作用。表面改性可以通过化学方法实现，例如处理一些具有活性基团的表面处理剂如硅烷或酸等，其它的表面处理剂还包括阳离子聚合物和阴离子聚合物等。
2.晶体改性：晶体改性是通过调节碳酸钙的结晶形态和晶体尺寸，使其可以改善纸张的力学性能和印刷性能。晶体改性的方法包括碱法处理、嵌段共聚物模板法，和上下两步法等。
3.混合改性：混合改性是将碳酸钙与其他适合纸张填料混合以提高填料的力学性能和印刷性能。这需要对混合比例进行调整以达到最佳效果。
结论
在纸张制造过程中，碳酸钙是使用最为广泛的一种填料，但它的使用也存在一些问题。为了改善这些问题，研究者们尝试了不同的方法来改性碳酸钙并把其应用于纸张填料中。表面改性、晶体改性和混合改性都是常见的改性方法，并且在实践中获得了成功。通过将改性碳酸钙用作纸张填料，可以提高纸张的力学性能和印刷性能，满足不同应用场景的特殊需求。