在含氟牙膏的配方体系中，天然碳酸钙是常用磨料成分，其常规规格主要为325目（D97约45μm）与400目（D97约38μm）。近年来，随着牙膏配方技术的革新与超微粉碎工艺的进步，采用更细粒径的天然碳酸钙磨料已成为行业发展趋势。相关研究证实，碳酸钙磨料的粒径参数对含氟牙膏的pH值稳定性、总可溶性氟（TSF）保持率、膏体黏度及磨擦性能均存在显著调控作用。

为系统探究这一影响机制，本研究选取D97粒径范围为10～45μm的天然碳酸钙磨料，按统一配方制备含氟牙膏样品，分别置于25℃（室温）、40℃、50℃环境下进行加速老化试验。通过定期检测样品的pH值、总可溶性氟保持率、黏度及磨擦值等关键指标，明确天然碳酸钙磨料粒径与含氟牙膏性能之间的内在关联，为优化牙膏配方提供实验依据。

1 碳酸钙磨料粒径对牙膏pH值的影响

实验结果显示，含氟牙膏的pH值随天然碳酸钙磨料D97粒径的减小呈逐步上升态势；而对于同一样品，其pH值随老化时间延长总体呈下降趋势，且50℃老化条件下的pH值波动幅度显著大于40℃。这一现象与牙膏老化过程中两类核心反应的竞争平衡直接相关：

一方面，磨料粒径减小意味着比表面积增大，显著加速了碳酸钙的溶解进程，进而促使牙膏pH值上升；另一方面，牙膏中的单氟磷酸钠（SMFP）会逐步水解生成氢氟酸，氢氟酸进一步与体系中的钙离子、磷酸根反应生成不溶性氟磷灰石，此过程伴随氢离子释放，导致pH值缓慢下降。值得注意的是，这两类反应的速率均随老化温度升高而加快，最终造成高温环境下pH值波动更为剧烈。

从pH值变化曲线可见，D97粒径25.4μm样品的曲线始终位于21.5μm样品上方，D97粒径43.9μm样品的曲线则高于35.7μm样品。经分析，该异常现象源于磨料本身的杂质差异——D97粒径25.4μm与43.9μm的天然碳酸钙中游离碱（主要为夹杂的氢氧化钙或氧化钙）含量略高，直接导致对应牙膏样品的初始pH值偏高。

2 碳酸钙磨料粒径对牙膏TSF保持率的影响

从整体变化规律来看，含氟牙膏的总可溶性氟（TSF）保持率随天然碳酸钙磨料D97粒径减小呈明显下降趋势；同一牙膏样品的TSF保持率则随老化温度升高或老化时间延长而持续降低。这一规律的核心作用机制在于：

磨料粒径减小（比表面积增大）与老化温度升高产生的协同作用，使体系液相中的钙离子浓度及氢氟酸含量显著增加，二者加速了不溶性氟磷灰石的生成反应；而老化时间的延长则让SMFP的水解反应与氟磷灰石的沉淀反应得以持续进行，进一步降低了体系中可溶性氟的含量。

TSF变化曲线呈现出特殊规律：D97粒径25.4μm与21.5μm样品的曲线基本重合，43.9μm样品的曲线则位于35.7μm样品下方。这一现象的本质仍与磨料中的游离碱相关——25.4μm与43.9μm磨料含有的游离碱使其对应牙膏pH值偏高，而游离碱在液相中表现出比碳酸钙更强的碱性，与水解产生的SMFP反应生成氟磷灰石的速率更快，最终导致TSF保持率下降更为显著。

3 碳酸钙磨料粒径对牙膏黏度的影响

含氟牙膏的膏体黏度随天然碳酸钙磨料D97粒径减小呈逐步增高趋势，同一样品的黏度也会随老化温度升高或老化时间延长而持续增加。具体可从两方面解析这一机制：

其一，磨料粒径减小与老化温度升高均会促进碳酸钙溶解，使液相中钙离子浓度上升，显著加剧钙离子对羧甲基纤维素钠（CMC）的交联作用；而老化时间的延长则让这种交联效应持续累积，直接导致膏体黏度大幅提升。

其二，磨料粒径减小使牙膏体系内固液界面数量显著增多，膏体流动时的内摩擦阻力相应增大，这一因素对膏体黏度提升亦有积极贡献。

4 碳酸钙磨料粒径对牙膏磨擦值的影响

室温老化12周后，含氟牙膏的磨擦值（Ra）随天然碳酸钙磨料D97粒径减小总体呈递增趋势。这是因为磨料粒径减小后，牙膏体系内磨料粒子数量显著增多，刷牙过程中牙齿表面同一沟槽内参与擦磨的粒子数量增加，其机械擦磨作用叠加后更易加深沟槽，最终导致磨擦值增大。

此外，磨料的粒度分布宽度系数随平均粒径减小而逐渐收窄，这种粒度分布的均一化进一步强化了磨料粒子的擦磨叠加效应——同一沟槽内会有更多尺寸相近的磨料粒子同步参与擦磨，这一因素对磨擦值增大有额外贡献，或许正是D97粒径25.4μm牙膏磨擦值偏高的核心原因。

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