重质碳酸钙资源丰富、价格低廉,作为填料已在塑料、造纸、橡胶、涂料等行业广泛应用。由于重质碳酸钙在粉碎过程中会沿晶体解理面破裂,导致其表面形成平整的解理面及尖锐的棱角,而平整的解理面将使重质碳酸钙与高聚物基体的结合力变差,尖锐的棱角在使用过程中会成为应力集中点,引发裂纹导致复合材料失效。因此对重质碳酸钙表面进行包覆修饰,使平整的解理面变得粗糙,钝化了尖锐的棱角,制备出具有高附加值的复合碳酸钙是非常有必要的。本实验研究采用间歇鼓泡搅拌碳化法高温制备复合碳酸钙,其中重质碳酸钙的填加量及填加时间、氢氧化钙浓度、搅拌强度等工艺条件是复合碳酸钙表面形貌的主要影响因素。在实验过程中优化了制备工艺条件,高温碳化下添加合适的晶型导向剂,分别制得了 50～80nm的球状纳米碳酸钙、宽为50nm左右且长径比大约为3的棒状纳米碳酸钙、宽为30nm左右且长径比大约为9的针状纳米碳酸钙对重质碳酸钙表面进行包覆修饰,实现了高温纳米化包覆修饰的重质碳酸钙——复合碳酸钙。通过各种分析表征,发现复合碳酸钙物相为稳定的方解石型,其比表面积、白度和吸油值均高于重质碳酸钙,其表面分维值也高于重质碳酸钙,表明包覆修饰后的颗粒表面粗糙度变大,颗粒结构变松散,分散能力增强。超声波法检验复合碳酸钙表面包覆层与重质碳酸钙间的结合强度,发现两者结合紧密且长为一体,为化学键合;对复合碳酸钙碳化包覆修饰过程取样分析,发现反应体系中存在非均匀形核和均匀形核两种机制。复合碳酸钙填充于PP中制备PP复合材料。实验结果表明,复合碳酸钙能明显改善PP复合材料的力学性能,实现对聚合物材料的增韧,可降低制品成本,预期在塑料、橡胶、涂料、造纸等行业有较大的应用潜力。