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碳酸鈣因原料來源廣、價(jià)格低、無毒性等特點(diǎn)，是目前高聚物中用量最大的填料。未經(jīng)表面改性的碳酸鈣與高聚物親和性差、分散不均勻等缺點(diǎn)，為了改進(jìn)碳酸鈣在高聚物中應(yīng)用性能，需對其進(jìn)行表面改性處理。

目前碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)都會對碳酸鈣進(jìn)行表面改性處理后售賣，其表面改性劑主要有脂肪酸及其鹽（硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣等）、偶聯(lián)劑（鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等）以及聚合物（聚乙二醇、聚乙烯蠟、聚乙烯醇等）。因脂肪酸及其鹽類價(jià)格便宜、處理工藝成熟、簡單，被碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用。因此，探究不同表面改性處理的碳酸鈣對PP材料性能的影響，對于碳酸鈣在PP材料中的應(yīng)用提供一些參考。

碳酸鈣原料

選用粒徑大小相近、不同表面改性處理的碳酸鈣，具體情況見表1。

實(shí)驗(yàn)過程

將不同表面改性處理的碳酸鈣與PP原料通過雙螺桿加工方式制備成碳酸鈣含量為10%、30%和50%的改性料，再將改性料注塑成標(biāo)準(zhǔn)的測試樣條，測試?yán)煨阅?、彎曲性能、沖擊性能，測試改性料的濾壓值表征分散性能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

圖1  拉伸性能對比

由圖1可知，隨著碳酸鈣添加量的增加，PP材料的拉伸性能隨之降低。不同表面改性處理的碳酸鈣對PP材料的拉伸強(qiáng)度無明顯差異，主要差異在于斷裂伸長率，當(dāng)添加量為30%時，KL8的斷裂伸長率較差，而當(dāng)填充50%時，新KL8的斷裂伸長率明顯優(yōu)于其它。

圖2  彎曲性能對比

由圖2可知，隨著碳酸鈣添加量的增加，PP材料的彎曲性能隨之提高，其中KL8提高的幅度較大，其他兩個則相近。

圖3  沖擊性能對比

由圖3可知，隨著碳酸鈣添加量的增加，PP材料的沖擊強(qiáng)度隨之提高，當(dāng)碳酸鈣添加量在30%時，沖擊性能達(dá)到最佳。不同表面改性處理的碳酸鈣對PP材料的沖擊強(qiáng)度無明顯差異。

圖4  分散性能對比

由圖4可知，不同表面改性處理的濾壓值有明顯的差異，新KL8隨著添加量的增加，濾壓值一直平穩(wěn)在較低壓力值，說明其分散性優(yōu)異，KL8在50%添加量時，也處于一個平穩(wěn)的壓力值，而市售的隨著添加量的增加，壓力值隨之增加且出現(xiàn)波動，說明在填充量較高的情況下，其分散性能差。

結(jié)論

不同表面改性處理的碳酸鈣，隨著添加量的增加，PP材料的拉伸性能、彎曲性能和沖擊性能并未出現(xiàn)顯著的差異。而濾壓值則出現(xiàn)顯著的差異，其中新KL8濾壓值低且平穩(wěn)，KL8濾壓值較低且平穩(wěn)，而市售的濾壓值高且波動，這說明新KL8和KL8的分散性能優(yōu)異、添加量高。