填料的表面改性剂可以按照物质结构与特性来划分。据我们青岛聚乙烯蜡厂家的工程师了解，可以分为表面活性剂、偶联剂、有机物高分子、无机物四大类。

一、表面活性剂

表面活性剂是指使用极少量就能显著改变物质表面或者界面性质的物质，其分子结构特征是存在一个较长的非极性烃基作为疏水剂，长链结构与高分子聚合物结构相似，从而具有一定的相容性能，另一端一个较短的极性基作为亲水基，一般有羧基、醚基等，可以与纳米微粒发生物理化学吸附或者是化学反应，而在微粒表面形成包覆，从而改进纳米粒子的性能。

表面活性剂分为非离子型和离子型(阳离子型、阴离子型)，常见的阴离子型表面活性剂有硬脂酸盐、磷酸盐等；阳离子表面活性剂有十六烷基三甲基溴铵盐、十二烷基吡啶盐酸盐等；两性离子型如氨基酸、甜菜碱及咪唑啉等；非离子型的又脂肪酸聚氧乙烯醇酯、多元醇等。

表面活性剂

二、偶联剂

偶联剂是具有能同时与无机物和有机物反应的两种化学性质不同的官能团的低分子化合物。偶联剂又很多种类，按照其化学结构的不同可以分为：硅烷偶联剂、含磷类化合物、钛酸酯类、、硅酸酯偶联剂、胺类以及络合物类等。

偶联剂反应式

三、有机高分子

偶联剂和表面活性剂基本上都是小分子物质，但是随着填料量的增大就曝露出小分子处理填料不能摆脱制品性能劣化的问题，然而使用高分子进行表面处理则能克服此类问题。目前用作表面处理剂的有以下六种类型：低熔点或者是液态的低聚物或高聚物，例如低密度聚乙烯、无规聚丙烯、氧化聚乙烯以及各种醚类等；低熔点或液态线性缩合的预聚物，例如聚酯、酚醛树脂、环氧树脂以及不饱和树脂等；线型或者梳型的高分子超分散剂；带有极性基接枝、嵌段链的高分子增溶剂；聚合物溶液或者是乳液；低熔点、高熔体流动塑料的高聚物等。

由于CaCO3表面具有大量极性的羟基，呈现较强的碱性，使得CaCO3与有机高聚物的亲和性差、易造成在树脂基料中分散不均匀，并造成两相之间的界面缺陷。所以在进行塑料填充改性时，需要对表面改性。实质就是选择特定的表面改性剂，对CaCO3颗粒表面进行包覆处理，使之成为功能填充材料。

有机物表面改性技术

（1）脂肪酸（盐）表面改性CaCO3

这类改性剂属于阴离子表面活性剂，分子一端长链烷基的结构和高分子结构类似，因而与高分子基料有较好的相容性；另一端为羧基等极性基团，可与CaCO3表面发生物理、化学吸附。其反应机理如下：

这类改性剂主要有硬脂酸（盐）、松香酸和木质素等。

（2）磷酸酯表面改性CaCO3

不仅可显著提高复合材料的机械性能和加工性能，而且能有效地改善材料的耐酸性和阻燃性。如用单焦磷酸酯处理的CaCO3能较大提高塑料的补强性能。磷酸酯对碳酸钙颗粒表面改性机理如下：

3.2低聚物表面改性技术

（1）聚烯烃低聚物对CaCO3的表面改性

聚烯烃低聚物是非极性聚合物，通过一些助剂可以和碳酸钙等无机填料有较好的浸润、粘附性能。这类化合物有无规聚丙烯（APP）、聚乙烯腊（PE WAX）等（分子量在1500～5000范围）。也包括改性后的低聚物，如MAH-g-PE WAX。

（2）改性聚合物

这类极性聚物物可以定向吸附在CaCO3颗粒表面，使颗粒具有电荷特性并形成吸附层，阻止CaCO3的团聚，从而提高颗粒的分散性能。

这类改性剂主要有：马来酸酐接枝改性的聚合物、聚丙烯酸（盐）、烷氧基苯乙烯、聚乙二醇、反应性纤维素等。

3.3无机物对CaCO3的表面改性

CaCO3表面PH值高、遇酸易分解，应用受到一定的限制。所以，常用一些耐酸性无机物来改性CaCO3，这类无机物有缩合磷酸、铝酸钠、硅酸钠、明矾等。US5043017中介绍采用六偏磷酸，并加入钙螯合剂、用六偏磷酸处理碳酸钙颗粒，用于中性纸和酸性纸的制造取得较好的效果。

日本白石公司曾采用缩合磷酸处理碳酸钙，可使碳酸钙表面PH降至5.0～8.0，这种产品有较好的耐酸性、同时还有阻燃性，可广泛用于橡塑、涂料、造纸和日化等行业中。

3.4偶联剂对碳酸钙的表面改性

偶联剂是两性结构化合物。这类的一端为极性基团，可以和碳酸钙颗粒表面的官能团反应，形成稳定的化学键，而另一端可与有机高分子发生化学反应或物理缠绕，从而把两种极性差异大的材料紧密结合起来，并具有很好的相容性，且赋予复合材料较好的物理、机械性能。CaCO3用偶联剂主要有钛酸酯和铝酸酯两类。

（1）钛酸酯偶联剂

钛酸酯偶联剂是美国Kenrich石油化学公司70年代开发的新型偶联剂，是碳酸钙等无机填料广泛应用的表面改性剂。

基本结构：