不同表面改性处理的碳酸钙对PP材料性能的影响

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碳酸钙因原料来源广、价格低、无毒性等特点，是目前高聚物中用量最大的填料。未经表面改性的碳酸钙与高聚物亲和性差、分散不均匀等缺点，为了改进碳酸钙在高聚物中应用性能，需对其进行表面改性处理。

目前碳酸钙生产企业都会对碳酸钙进行表面改性处理后售卖，其表面改性剂主要有脂肪酸及其盐（硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙等）、偶联剂（铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等）以及聚合物（聚乙二醇、聚乙烯蜡、聚乙烯醇等）。因脂肪酸及其盐类价格便宜、处理工艺成熟、简单，被碳酸钙生产企业广泛采用。因此，探究不同表面改性处理的碳酸钙对PP材料性能的影响，对于碳酸钙在PP材料中的应用提供一些参考。

碳酸钙原料

选用粒径大小相近、不同表面改性处理的碳酸钙，具体情况见表1。

实验过程

将不同表面改性处理的碳酸钙与PP原料通过双螺杆加工方式制备成碳酸钙含量为10%、30%和50%的改性料，再将改性料注塑成标准的测试样条，测试拉伸性能、弯曲性能、冲击性能，测试改性料的滤压值表征分散性能。

实验结果分析

图1  拉伸性能对比

由图1可知，随着碳酸钙添加量的增加，PP材料的拉伸性能随之降低。不同表面改性处理的碳酸钙对PP材料的拉伸强度无明显差异，主要差异在于断裂伸长率，当添加量为30%时，KL8的断裂伸长率较差，而当填充50%时，新KL8的断裂伸长率明显优于其它。

图2  弯曲性能对比

由图2可知，随着碳酸钙添加量的增加，PP材料的弯曲性能随之提高，其中KL8提高的幅度较大，其他两个则相近。

图3  冲击性能对比

由图3可知，随着碳酸钙添加量的增加，PP材料的冲击强度随之提高，当碳酸钙添加量在30%时，冲击性能达到最佳。不同表面改性处理的碳酸钙对PP材料的冲击强度无明显差异。

图4  分散性能对比

由图4可知，不同表面改性处理的滤压值有明显的差异，新KL8随着添加量的增加，滤压值一直平稳在较低压力值，说明其分散性优异，KL8在50%添加量时，也处于一个平稳的压力值，而市售的随着添加量的增加，压力值随之增加且出现波动，说明在填充量较高的情况下，其分散性能差。

结论

不同表面改性处理的碳酸钙，随着添加量的增加，PP材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能并未出现显著的差异。而滤压值则出现显著的差异，其中新KL8滤压值低且平稳，KL8滤压值较低且平稳，而市售的滤压值高且波动，这说明新KL8和KL8的分散性能优异、添加量高。