無(wú)機(jī)材料在塑料中應(yīng)用是一門(mén)年輕的跨學(xué)科技術(shù)，無(wú)機(jī)粉體資源豐富、價(jià)格低廉、性能優(yōu)異，在塑料制品中已得到了廣泛應(yīng)用，已成為重要的填充、改性、增強(qiáng)材料。

　　重質(zhì)碳酸鈣一般價(jià)格就在幾百元每噸，而烯烴樹(shù)脂價(jià)格在幾千到過(guò)萬(wàn)每噸，聚氯乙烯價(jià)格在數(shù)千元每噸，樹(shù)脂比鈣粉的價(jià)格高出20～30倍，改性母料的價(jià)格也只有樹(shù)脂的1/5～1/3。如果在塑料制品中添加 5%～30%的母料，扣除密度因素，每噸塑料制品還可降低成本幾百元到數(shù)千元，企業(yè)生產(chǎn)效益非常明顯。

　　重質(zhì)碳酸鈣(重鈣、重鈣粉)是把天然礦石用機(jī)械磨碎得到的粉體。重質(zhì)碳酸鈣的密度2.7g/cm3。輕質(zhì)碳酸鈣(輕鈣、輕鈣粉)是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)得到的沉淀碳酸鈣。輕質(zhì)碳酸鈣的密度約為1.2～1.9g/cm3。

　　一、重質(zhì)碳酸鈣的優(yōu)勢(shì)

　　重質(zhì)碳酸鈣作為無(wú)機(jī)填料在塑料中使用具有以下優(yōu)勢(shì)：資源豐富、價(jià)格低廉;無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)刺激性;色白，易著色，對(duì)其它顏色干擾小;硬度低，對(duì)加工設(shè)備及模具的磨損輕;化學(xué)穩(wěn)定性好，和大多數(shù)基體塑料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);熱穩(wěn)定性好，熱分解溫度在800℃以上。易干燥，無(wú)結(jié)構(gòu)水。經(jīng)表面活化改性后，與塑料有較好的相容性和熔融流動(dòng)性，還可改善塑料制品的物理性能。

　　二、改善塑料的環(huán)境友好性

　　重質(zhì)碳酸鈣等無(wú)機(jī)粉體材料在制造環(huán)境友好塑料材料方面已發(fā)揮了重要作用。重質(zhì)碳酸鈣有利于塑料材料的降解，聚乙烯薄膜中有重質(zhì)碳酸鈣粉末時(shí)，由于在填埋后重質(zhì)碳酸鈣有可能與CO2和H2O反應(yīng)，生成溶于水的Ca (HCO3)2而離開(kāi)薄膜。留下的微孔，將增大聚乙烯塑料接觸周?chē)�空氣和微生物的面積，從而有利于進(jìn)一步降解。

　　填加重質(zhì)碳酸鈣有利于聚乙烯的焚燒，對(duì)于無(wú)回收利用價(jià)值或回收利用再生的代價(jià)太大不宜再回收時(shí)，填埋又要占據(jù)大量土地，焚燒仍然是可選的處理方法。多數(shù)城市固體廢棄物的外包裝 (垃圾袋) 能否安全燃燒并燃燒完全，是焚燒技術(shù)的關(guān)鍵之一，無(wú)機(jī)粉體的加入能夠使得這一問(wèn)題得到極大的改善。

　　三、重質(zhì)碳酸鈣填充改性輕量化技術(shù)

　　1、凡是成型加工中有拉伸過(guò)程的，其填充塑料的密度都低于同樣成份的注塑成型塑料：聚丙烯(PP)扁絲經(jīng)過(guò)將近六倍的單向拉伸，重質(zhì)碳酸鈣粉體顆粒分散在PP大分子經(jīng)拉抻后形成的空隙中，因此高倍的單向拉伸制品，其增重問(wèn)題不明顯，在扁絲仍能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下，同樣重量的物料，其扁絲的長(zhǎng)度沒(méi)有明顯變化。

　　吹塑成型的塑料薄膜在加工時(shí)受到的是雙向拉伸，即橫向(徑向)和縱向，其拉伸比因原料的不同而有所不同，但一般都在2～3倍范圍。因此和添加同樣數(shù)量的粉體的注塑成型塑料材料相比，吹塑薄膜的密度就小得多。例如注塑成型的含重質(zhì)重質(zhì)碳酸鈣(1250目)30%的PE塑料材料密度達(dá)到1.3g/cm3以上，而吹塑成型的填充PE薄膜的密度只有1.10g/cm3左右。

　　2、在交聯(lián)劑存在的情況下使用發(fā)泡劑形成微孔結(jié)構(gòu)，可有效降低填充塑料的密度。上世紀(jì)八十年代流行一時(shí)的鈣塑天花板，就是在使用交聯(lián)劑的情況下，用AC發(fā)泡劑使片材成型后的密度僅0.2g/cm3左右。現(xiàn)在鈣塑天花板不流行了，但微孔泡沫鞋底(PE的或EVA的)還大量生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用著，連續(xù)發(fā)泡的PE泡沫片材也有很大的市場(chǎng)。

　　3、微孔硅酸鈣的出現(xiàn)開(kāi)辟了輕體填料降低填充塑料密度的新紀(jì)元：多年來(lái)人們始終不放棄尋找一種本身密度小的填料，希望以此打開(kāi)填充塑料密度下降的缺口。硅藻土和沸石都是曾被寄予希望的粉體，但在實(shí)踐中其努力都被放棄了。主要問(wèn)題是這兩種粉體本身的硬度高，對(duì)加工設(shè)備的磨損太嚴(yán)重，另一方面是二者都是大自然億萬(wàn)年形成的產(chǎn)物，資源有限，硅藻土的純化也很復(fù)雜，價(jià)格不菲。

　　近年來(lái)，以粉煤灰為基礎(chǔ)原料人工合成出微孔硅酸鈣，從原料上看是取之不竭，從成本上看,塑料加工行業(yè)可以接受,目前在塑料中的應(yīng)用已取得階段性成果。這種自身輕質(zhì)的填料將為塑料填充改性帶來(lái)一場(chǎng)革命化的變革，成為塑料改性歷史上的里程碑。