如何區分輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣

重質碳酸鈣(或稱重鈣)和輕質碳酸鈣(或稱輕鈣)是塑料工業中使用量多、應用的粉狀填料。目前，我國塑料行業年產量已超過1萬噸，塑料用粉狀填料占塑料產品總量的8%，各種粉狀填料中碳酸鈣占總碳酸鈣的70%，塑料行業每年使用各類規格碳酸鈣約570萬噸。由于碳酸鈣具有價格低、使用方便、副作用小等諸多優點，已成為塑料加工行業中增長快的原料，給碳酸鈣行業帶來了巨大的商機。
塑膠工業每年使用570萬噸碳酸鈣，其經濟性不言而喻，因為可替代以石油為原料的合成樹脂，相當于國家少建2-3個大型石油化工廠，不可以節省數百億元的投資，而且節省下來的石油，是地球上不可再生的、越來越需要國家爭相使用的戰略資源，對環境有著不可磨滅的貢獻。
多年來的應用實踐表明，碳酸鈣不能降低塑料產品的原材料成本，而且能改善塑料的某些性能，近年來對它的研究取得了可喜的成果，許多高校、科研單位的研究成果表明，正確使用不同種類的碳酸鈣，能提高基體塑料的性能，但輕、重碳酸鈣的區別卻一直困擾著廣大用戶，本文作者從多個方面對其進行介紹。
，來源不同。
輕質碳酸鈣是化學合成的碳酸鈣，也叫沉淀型碳酸鈣，也叫膠型碳酸鈣或活性型碳酸鈣，甚至可制得納米碳酸鈣，簡稱輕鈣。以石灰石為原料，鍛燒產生石灰和二氧化碳，再加水消化石灰產生石灰乳，其主要成分氫氧化鈣，通入二氧化碳碳化石灰乳產生碳酸鈣沉淀，再經脫水、干燥和粉碎，或碳酸納與氯化鈣進行復分解反應產生碳酸鈣沉淀，再經脫水、干燥和粉碎制成。重質碳酸鈣，即重鈣，由天然方解石、大理石、白堊、貝殼等機械粉碎而成。
二堆積密度不同；
重鈣和輕鈣明顯的區別是其堆積密度不同，重鈣產品的堆積密度一般在0.8-1.3g/cm3之間，輕鈣產品的堆積密度在0.5-0.7g/cm3之間；有些納米碳酸鈣產品的堆積密度甚至更低，可以達到0.28g/cm3左右。根據包裝的體積大小可將產品大致分為重鈣和輕鈣產品，一般重鈣產品多為25kg/袋，產品包裝體積較小，而同等質量的輕鈣產品包裝體積較大，有些納米碳酸鈣產品還可采用15kg/袋或20kg/袋的包裝。
三白度值不同。
因為重鈣產品中的雜質比較多，所以產品的白度一般在89%-93%之間，只有很少一部分產品可以達到95%。而且輕鈣類產品由于采用化學合成工藝，去除了許多雜質，產品純度高，因此白度可達92%-95%，部分產品可達96%-97%，這就是輕鈣類產品常用于中或淺色填充的主要原因。
第四，含水量不同。
重鈣類產品水分一般在0.2%-0.3%之間，水分含量相對較低，同時也比較穩定，有些重鈣類產品水分可達到0.1%左右。一般的輕鈣制品含水量在0.3%-0.8%之間，有時有一些波動不太穩定。一般情況下，重鈣和輕鈣的區別是用水分儀測水，水大到接近1%為輕鈣，小到低于0.1%為重鈣。
五種顆粒大小不同。
重鈣型產品粒徑在0.5~45um之間，產品粒徑隨粉碎設備的不同而變化。一般輕鈣產品的粒徑一般在0.5-15um之間，由于顆粒形狀為紡錘形，不易精確測定，一般只是一個范圍；輕鈣中的納米碳酸鈣粒徑較細，一般在20-200nm之間。一般輕質碳酸鈣的粒度一般在2500目左右，能滿足PVC管和型材的性能要求，因此從粒度上考慮，傳統的PVC管和型材均選用輕質碳酸鈣。過去由于受粉碎設備的限制，重質碳酸鈣的細度較大，現在重質碳酸鈣的粒度完全能滿足需要，甚至比輕質碳酸鈣還要細，所以目前PVC管和型材都可選用。
可用粒度分析儀測定碳酸鈣的粒度。
六種口味。
輕鈣由于石灰石經鍛燒除去了許多雜質，一般而言白度和純度都較高，但有些國產的輕鈣由于氧化鈣反應不完全，殘余有石灰味，如果用在食品工業，如填充餅干就會有嗆人的味道，而重鈣沒有。此外，過多的氧化鈣會導致產品在水性體系中堿性過強或PH值調節不當，導致成品不穩定。另外，兩者磷酸含量不同，輕鈣有時為了調整PH值在合理范圍需要添加少量磷酸，而重鈣則不需要。
七粒形狀不同。
高倍顯微鏡下，由于重鈣產品采用機械粉碎和分級，顆粒形態通常是立方、多棱體、長方體等不規則形狀，見圖1。在鈣重加工過程中，碳酸鈣的微觀形貌各不相同，如擂蒙磨成的碳酸鈣呈紡錘形，氣流磨成的碳酸鈣呈粒狀。
一般輕鈣的粒徑比較規則，在充分分散的情況下一般呈紡錘形，具體見圖2。對碳酸鈣來說，合成產物的顆粒形狀可以人為地控制，通過添加控制制劑來實現控制。當前開發的控制劑包括無機酸、無機堿、有機酸(氨基酸)、醇類、糖類、蛋白質和具有特殊結構的生物聚合物，如具有雙親水嵌段聚合物PEG-b-PMAA，它可在不同濃度和不同PH值下形成菱形、花生形、長棒形、球形和啞鈴型等碳酸，還可通過添加負離子右旋糖苷來形成螺旋形碳酸，還可通過添加一種球形碳酸鈣來形成螺旋形碳酸。
八種晶體類型。
不同產地重質碳酸鈣均有固定晶型，破碎細化時不會改變晶型，一般方解石重鈣為六晶型，大理石重鈣為立方晶型。就輕質碳酸鈣而言，在具體的碳化法生產過程中，三種晶型碳酸鈣以不同的比例同時出現，為了獲得單一的、純度較高的晶型，需要對其工藝進行控制。輕質碳酸鈣晶型有三種：
8.方解石晶型
本產品為碳酸鈣穩定的晶型，屬于六方晶系，通常情況下，礦物碳酸鈣以此晶型保存，這種晶型覆蓋力大，白度高，純度好，耐高溫，耐腐蝕，化學穩定性好。
文石晶型8.2。
碳酸鈣在常溫下為亞穩定晶型，屬于斜方晶系，這種晶型碳酸鈣具有較高的長徑比，常用于聚合物復合材料的補強。
8.3球形霰石晶。
這種晶型結構是碳酸鈣中不穩定的，只在有機質材料中有少量存在，并能在短時間內自動轉化成方解石晶型或文石晶，具有這種晶型的碳酸鈣對生命和生物健康都很重要，研究發現樹枝狀聚合物電介質和某些低分子聚合物電介質能促進球霰石晶型的穩定生成。
吸油量不一樣。
輕質碳酸鈣的吸油值為60-90ml/100mg，遠大于重質碳酸鈣的40-60ml/100mg，所以吸液性和性能都很好，如果配方含有液體助劑，應選擇吸油量小的重質碳酸，而吸油量大的無機粉體會使需要處理的偶聯劑量增加，如吸油量由40ml/100mg增加到50ml/100mg，則偶聯劑用量增加30，在PVC配方中選擇輕質碳酸鈣，要多使用液體助劑和PVC樹，因此應盡量選擇吸油量小的重質碳酸鈣。
十流動性不同。
考慮到輕質碳酸鈣的顯微結構為紡錘形，其流動性不如重質碳酸鈣，一般添加量超過25份時會嚴重影響流動性，而重質碳酸鈣為顆粒狀，可提高流動性，添加量不受限制，在PVC管配方中若添加量超過25份，若從流動性考慮，則好選用重質碳酸鈣。
十一價格不同。
重質碳酸鈣的加工主要采用機械破碎、研磨的方法；輕質碳酸鈣的生產是通過化學反應沉淀制得的，其工藝比輕質碳酸鈣復雜得多，要求也相應嚴格得多，所以同等粒徑的重質碳酸鈣比輕質碳酸鈣的價格低30%左右，如果性能允許，可以選用重質碳酸鈣。
十二修飾功能不同。
重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣在改性效果上的差別很小，重質碳酸鈣的拉伸強度較好，輕質碳酸鈣的沖擊強度較好。