矿物粉体材料在塑料中应用的实践表明，应用技术的创新是矿物粉体材料得以广泛深入应用的关键， 也必将是继续扩大应用领域和发挥更大作用的必由之路。
1 矿物粉体表面处理技术及相应处理剂的创新
粉体颗粒化学组成的多样性和表面性质的复杂性决定了表面处理技术及助剂不可能是唯一的、以不变应万变的。南京协和化学有限公司不断改进用于PVC型材的轻钙表面处理剂，研制成功的XH系列改性剂显示出大大优于传统表面处理剂的态势( 见表1)，其中PVC∶ACR401∶CPE∶钛白粉∶热稳定剂∶处理好的轻钙=100∶2∶8∶4.5∶4.5∶25。最近研制成功的XH-CB01型功能改性剂不仅可以改善PVC型材(T80框)的加工性能，而且在提高碳酸钙用量近一倍情况下，仍能使PVC型材的物理机械性能达到相当高的程度(见表2、表3)。从下图可以清楚地看到不同处理剂处理的同一种轻钙在PVC基体塑料中的分散情况。
表1不同表面处理剂改性的轻钙填充PVC塑料试样性能
表2 XH-CB01处理轻钙(PCC-01)填充PVC型材的加工性能对比
表3 XH-CB01处理轻钙(PCC-01)填充PVC型材的物理机械性能对比
2 核壳结构微纳米复合技术
以相对低廉的无机粉体材料为核，将功能助剂以分子形式沉积在粉体颗粒的表面，不仅有助于助剂的分布和分散，而且不影响其功能性，从而可以获得更高的性价比，有时还会基于刚性粒子增韧理论，获得更佳的协同效果。
(1) 大连天元精细化工有限公司的专利技术。超低玻璃化温度弹性体复合改性P V C 高效加工助剂ATM是以无机刚性粒子为核，在表层形成丙烯酸酯类接枝于烷基丙烯酸酯弹性体的包覆物，和传统使用的ACR相比，不仅对PVC的改性作用更为优异，而且使用成本显著降低。表4列出ATM-310B和ACR在PVC型材中使用的效果比较。在PVC型材配方一定的情况下，用ATM-310B取代ACR，可达到相同甚至更好的物理机械性能。ATM为核壳结构，在使用成本上有明显竞争优势。
表4 ATM-310B和ACR在PVC型材中使用效果比较
(2) 多数塑料材料兼具高的表面电阻率和低的介电常数，因而在其表面极易积聚电荷，即静电。静电引起的问题小则是吸尘、带相同电荷的物体相互排斥，大则放电引起电击，甚至导致火灾或爆炸。将不导电的非金属矿物粉体表面上沉积一层具有一定导电性的物质制成浅色导电填料应成为解决塑料材料抗静电的新思路。
3 填充塑料材料的轻量化
非金属矿物的真密度比合成树脂通常大2～3倍，如果在管材、型材特别是注塑制品加工时使用填料又不增大其密度或增加的幅度在可以接受的范围内，那么塑料中使用矿物填料的机会大大增加。
4 光钙型环境友好型塑料
已往的塑料材料主要通过追求完美的使用性能而不考虑或较少考虑使用后在自然环境中的可消纳性，造成环境的“白色污染”。在新世纪中，实行绿色生产、绿色消费，重视产品生产、使用过程中、使用后这三个阶段与环境的可协调性，称之为环境友好材料。
(1) CaCO3的存在有利于塑料材料的降解和聚乙烯塑料的焚烧。填加CaCO3的塑料材料废弃填埋后易于降解。对于无回收利用价值或回收利用再生的代价太大不宜再回收的，填埋又要占据大量土地，焚烧仍然是可选的处理办法。实验表明，含有30%CaCO3和1%焚烧热氧降解剂的100gPE薄膜完全燃烧所需的时间仅为4s，而同样重量的PE薄膜所需时间为12s。
(2) CaCO3对地下水质无有害影响。废弃塑料在填埋后，CaCO3不含有对人体有害的重
金属。在被水浸泡过程中所需的化学需氧量(CODCr，即在加热回流条件下，用强氧化剂重铬酸钾处理废水所消耗的氧化剂的量，用来衡量水中还原性物质污染的程度)值为0，而淀粉添加型可降解聚乙烯塑料薄膜，此值很高。
5 透明型填充母料
以矿物粉体为主要原料制成的，能够使塑料保持良好透光性的填充母料称之为透明型填充母料。表5列出在相同添加量时，不同填料对LDPE(20∶80)薄膜(厚0.05mm)透光性的影响。
表5 不同填料填充LDPE薄膜的透光率(%)
存在的主要问题是在保持塑料材料较好透光性的同时还能具有良好的力学性能，避免或减轻诸如设备磨损、腐蚀和制品表面出现粉垢等负面影响。
结语
矿物粉体材料不仅已成为塑料加工行业不可或缺的重要原料，而且在提高塑料材料性能价格比、扩展功能性应用、节约资源和能源、环境保护作用等方面正显示出越来越引人注目的重要作用。在塑料中更多、更好地应用矿物粉体材料，不仅是成本利润的驱动，更应该提升到在科学发展观指引下，实现可持续发展，建设资源节约型和环境友好型社会的目标上来。
作者：中国塑料加工协会改性塑料专委会 刘英俊
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