碳酸鈣 (CaCO₃) 是一種常見的無機化合物。在自然界中，它以多種形式存在，例如方解石、石灰石和大理石。它是許多岩石和礦物的主要成分。從化學角度來看，碳酸鈣在高溫下會分解成氧化鈣 (CaO) 和二氧化碳 (CO₂)。它能與酸反應生成相應的鹽、二氧化碳和水。那麼，碳酸鈣在塑膠工業中扮演著怎樣的角色？它又有哪些限制呢？
一、提高塑膠製品的強度和剛性 碳酸鈣可用於改善產品的機械性能，包括剛性、抗斷裂性、拉伸強度和衝擊強度。例如，在塑膠薄膜的生產過程中使用碳酸鈣作為增強劑，可以提高薄膜的剛度，顯著增加薄膜的硬度，並有助於薄膜的平滑捲曲。對於PBS、PLA和PHA等脂肪族聚酯薄膜，添加碳酸鈣可以改善其各向同性，彌補其縱向強度高但橫向強度低的不足，並顯著提高其抗撕裂性。
二、增強產品穩定性
提高尺寸穩定性
在塑膠製品加工過程中，由於冷卻不均勻或加工條件的變化，可能會產生內應力。碳酸鈣具有較低的熱膨脹係數（3.0×10⁻⁶/℃）和較低的導熱係數，表現出穩定的耐熱性。當作為填料添加到塑膠中時，它可以起到骨架支撐的作用，降低複合材料的整體熱膨脹係數，最大限度地減少溫度變化引起的內應力和尺寸變化，從而提高尺寸穩定性。一般來說，碳酸鈣的尺寸穩定性效果與其形態密切相關；球形填料效果最佳，而顆粒狀、片狀和纖維狀填料的效果稍遜。
三、改善表面性能 塑膠薄膜的表面張力是其重要的物理性能之一，直接影響油墨印刷、塗層附著力以及與其他材料的黏合等二次加工性能。
通常，塑膠薄膜的表面張力取決於其表面自由能。然而，大多數塑膠薄膜，例如聚烯烴薄膜（LDPE、HDPE、LLDPE、PP），都是非極性聚合物，具有較低的表面自由能和表面濕張力，導致塗層難以附著。添加碳酸鈣可以改善表面粗糙度，進而提高複合材料的表面張力，賦予其優異的吸附性能。因此，它可以改善複合材料的可塗覆性和可印刷性。
IV. 作為造孔劑
碳酸鈣顆粒可以作為「造孔劑」添加到聚合物基體中。將此複合材料流延或吹塑成膜，然後進行拉伸。這種拉伸作用會導致聚合物基體與碳酸鈣顆粒之間的界面分層，形成微小孔隙（約0.01至10 μm），使薄膜具有透氣且不透水的特性。
五、增強環境效益
抑煙效果：碳酸鈣可與菸霧中的鹵化氫反應生成穩定的化合物，例如氯化鈣。因此，將碳酸鈣摻雜到燃燒過程中會產生鹵化氫的聚合物中，例如氯乙烯、氯磺化聚乙烯和氯丁橡膠，可以達到良好的抑煙效果。同時，塑膠中碳酸鈣形成的微小孔隙增加了與氧氣接觸的可燃表面積，有助於促進更充分的燃燒，減少黑煙的排放。
六、增強發泡性能：碳酸鈣可作為成核劑，吸附發泡氣體在聚合物中形成微小的氣泡核。它還可以減緩熔體變形和運動，從而抑制泡孔的快速膨脹，形成更細小的泡孔，促進發泡效果，並生產泡沫塑膠。