CaCO3作为重要的无机材料，其在自然界中普遍存在、性能稳定、导热性能优越等优点通常作为填料、补强剂等，被广泛应用于塑料、橡胶、塑料、喷墨、建材各个领域。 CaCO3在提升复合材料的力学性能、诱导晶型转变、表面改性等方面发挥重要作用，且由于其无毒性能，在生物复合材料方面有潜在应用。 CaCO3有多种晶型，包括无定形和结晶两种形态，其中无水晶型CaCO3可分为斜方晶系和六方晶系，不同晶型的CaCO3有在热稳定性和形貌上有较大差异。 其中无定型CaCO3由于其稳定性较差，难以在自然界存在，常作为中间体或者晶体前驱体存在，在反应过程中，容易发生晶型重组转化为更为稳定的晶型，因而通过改变结晶过程的反应条件，可以调节晶体的多阶段相变过程，具有很强的可塑性。 CaCO3可以有效提高聚合物材料的力学、机械相关性能。将纳米CaCO3填充于高密度聚乙烯纳米复合材料（HDPE）中发现：添加1.0wt.%纳米CaCO3后，HDPE的抗拉强度提高了约5%。 当纳米CaCO3添加量为15.0wt.%时，HDPE的抗弯强度提高了约4.5%，且拉伸模量和弯曲模量显著提高（从1.0wt.%提高到15.0wt.%）。 随着纳米CaCO3的加入，断裂伸长率和邵氏硬度均呈下降趋势，呈现出比纯高密度聚乙烯更低的冲击能级。 此外，纳米CaCO3的加入提高了HDPE的密度、MFI值、玻璃化转变温度等。以上结果表明，纳米CaCO3在HDPE中起到了提高拉伸割线模量、弯曲割线模量、拉伸强度等性能的作用，在高密度聚乙烯中加入纳米CaCO3对复合材料的力学、热学和物理性能有显著影响。 经过改性的CaCO3具备良好的热稳定性，具有高导热系数，因此碳酸钙外壳可以大大提高复合材料的导热性能。如图1.14所示通过自组装方式合成的碳酸钙壳型相变微胶囊被研究，碳酸钙在正十八烷胶束周围包覆成壳层，通过碳酸钙的沉淀作用，形成微胶囊。 通过从微胶囊中去除正十八烷芯，得到CaCO3壳层材料，测得其导热系数为2.467W·m-1K-1，该CaCO3壳的存在使得微胶囊的导热系数比正十八烷提高了十倍，成为良好的导热材料，延长了材料寿命。 此外，由于CaCO3内壁的非均相成核作用，导致正十八烷的晶型由β型向α型转变，使得微囊化正十八烷呈α晶型。 同时，非均相成核效应也增强了正十八烷的结晶度，使正十八烷的α型结晶温度和熔融温度略有提高。在给定的温度下，壳层为CaCO3显著加快了正十八烷的结晶速度，缩短了结晶时间，提高了正十八烷微胶囊对外界环境的相变响应速率。 CaCO3由于表面具有活性基团羟基，可以进行表面改性，成为其功能化应用的基础。通过合成以纳米CaCO3为核、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为壳的纳米CaCO3/PMMA核壳材料对CaCO3改性。 其中，核与壳是通过偶联剂为纽带，通过偶联剂的-OC2H5基团，PMMA与纳米CaCO3粒子共价键形成的。 通过红外光谱确定了PMMA与纳米CaCO3在核壳粒子中的相互作用。比较纯PMMA和CaCO3/PMMA核壳材料的热稳定性，发现经过“接枝”后的核壳材料的玻璃化转变温度提高，该复合材料热稳定性的提高表明在聚合过程中发生了相互作用。 该复合材料中，CaCO3充当均布的刚性内核，而PMMA为柔性外壳。通过扫描电子显微镜观察到，PMMA链可以干扰CaCO3在聚合物基体中的聚集，从而提高了CaCO3纳米粒子与聚合物的相容性，该方法为碳酸钙表面接枝和改性提供了思路。 如图1.15所示碳酸钙作为多孔材料，除了可以形成致密的保护壳之外，本身具备多孔性能[50]，能够以物理吸附的方式充当吸附剂，如未经处理的碳酸钙呈现对二氧化碳的吸附性，在23℃、1atmCO2下吸附效果为6.30cm3(STP)/g。 此外，碳酸钙沉淀正成为印刷和书写高级纸张生产最常见的填充物。它作为填料有助于减少纤维含量，从而减少对林业资源的依赖，并促进纸机的排水和干燥，在成本方面有明显的效益。 添加碳酸钙后的纸张，其最终使用性能如亮度、不透明度、光泽度、平滑度和印刷性，通常会得到增强，其影响往往优于其他填充物。
