碳酸钙等无机晶须改性及其在塑料中的功能化应用

由于无机晶须比表面积大、表面极性很强、与基体的界面性质不同，若直接添加到基体，会产生团聚分散不均匀、与基体的粘合强度低、相容性差等问题，影响复合材料的性能。因此，在应用前往往需要对无机晶须进行表面改性。

1、无机晶须改性及其在聚丙烯（PP）中的应用

聚丙烯作为五大常用塑料之一，但由于其自身韧性较差，因此，需要进行化学或物理改性提高其韧性。

江南等采用硅烷偶联剂KH570对硫酸钙晶须进行表面改性，添加改性硫酸钙晶须的PP复合材料的力学性能明显高于纯PP的力学性能，当添加量为15%时，改性硫酸钙晶须/PP复合材料的弯曲强度、拉伸强度和杨氏模量分别提高了23.3%、57.1%和21.6%。

需要注意的是：利用不同改性剂改性同一晶须对聚丙烯力学性能具有不同的影响。硬脂酸改性后的碳酸钙晶须能够提高聚丙烯的β晶强度，而将钛酸酯和铝酸酯改性后的碳酸钙添加到聚丙烯中会使β晶消失。相同改性剂改性不同晶须对聚丙烯力学性能具有不同的影响。杨宁等将HK550改性的钛酸钾晶须填充到聚丙烯复合材料中，其冲击强度和拉伸强度均随着钛酸钾晶须添加量的增大而提高；将HK550改性的硫酸钙晶须添加到聚丙烯中，其拉伸强度随硫酸钙晶须添加量的增大而逐渐提高，但冲击强度却随添加量的增大而降低。

周祚万等将四针状氧化锌晶须添加至聚丙烯（PP）复合材料中，结果表明，聚丙烯复合材料的体积电阻率随氧化锌晶须的增加而下降，当添加量为30%时，聚丙烯复合材料的体积电阻率达到最 小值，为6.17×1016Ω·cm，比纯聚丙烯降低了64.5%，达到了绝缘材料的要求。

2、无机晶须改性及其在聚乙烯（PE）中的应用

李洪伟等研究发现硫酸钙晶须可均匀地分散在低密度聚乙烯，但是，其在提高了复合材料的弹性模量和抗拉强度的同时，降低了拉伸韧度和断裂伸长率。

叶素娟等通过填加改性后的钛酸钾晶须，制备了钛酸钾晶须/聚乙烯复合材料。实验结果表明，复合材料的拉伸强度、维卡软化温度以及硬度均高于纯聚乙烯材料；当改性钛酸钾晶须的添加量为30%时，复合材料整体性能达到较好。

3、无机晶须改性及其在聚氯乙烯（PVC）中的应用

鲁云花等通过氢氧化钠对硫酸钙晶须进行改性，制得羟基化硫酸钙晶须，然后，将其与聚氯乙烯共混得到复合材料，硫酸钙晶须/聚氯乙烯复合材料的力学性能和热稳定均有较为明显的提升。

姜玉芝等研究发现，添加不同量碱式硫酸镁晶须对PVC复合材料的力学性能的影响具有明显的差异，当晶须添加量为40份时，与未添加晶须的复合材料相比，其冲击断裂强度提高了62.43%，弹性模量提高了52.38%，碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料综合性能达到最佳。

尹建军等将改性后的碱式硫酸镁晶须添加到PVC树脂中测试其阻燃性能。实验结果表明，添加了晶须的PVC树脂的阻燃性能同较纯PVC树脂相比，得到了明显的提升。当碱式硫酸镁晶须的添加量为60份时，复合材料的氧指数提高到28.3%（纯PVC树脂氧指数25.5%）。

资料来源：《韩德全,曹鸿璋,于晓丽,等.无机晶须在塑料中的应用[J].塑料,2020,49(06):143-147.》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！