碳酸鈣具有來(lái)源廣、白度高、成分穩(wěn)定以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是聚氯乙烯（PVC）制品重要的無(wú)機(jī)改性填料。但碳酸鈣作為一種無(wú)機(jī)礦物，其表面表現(xiàn)出極強(qiáng)的化學(xué)極性和親水性能，與弱極性PVC基體相容性較差，并且高目數(shù)碳酸碳酸鈣比表面能高，易在PVC基體中發(fā)生團(tuán)聚，影響碳酸鈣/PVC復(fù)合材料的綜合性能和應(yīng)用范圍。
目前，有多種手段可以實(shí)現(xiàn)對(duì)碳酸鈣表面的活化改性，包括機(jī)械力學(xué)活化、熱活化、微波輔助改性及偶聯(lián)劑表面改性。其中，偶聯(lián)劑改性具有的操作簡(jiǎn)單、效率高的特點(diǎn)，受到越來(lái)越多的重視。
孫鋒等采用鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性，分析了偶聯(lián)劑在碳酸鈣表面改性的機(jī)理，并研究了其對(duì)PVC復(fù)合材料性能的影響，結(jié)果表明：
?。?）鈦酸酯偶聯(lián)劑主要通過(guò)化學(xué)反應(yīng)接枝改性碳酸鈣表面，其烷氧基和碳酸鈣表面羥基官能團(tuán)縮合形成化學(xué)鍵，當(dāng)使用量為1.5%時(shí)，活化指數(shù)在95%以上；
?。?）鈦酸酯偶聯(lián)劑一端存在的烷氧基與碳酸鈣表面親水基團(tuán)發(fā)生化學(xué)鍵合，另一端長(zhǎng)烷基極性脂肪鏈與極性的PVC分子鏈發(fā)生相互纏結(jié)和形成弱氫鍵作用力，填充體和PVC基體相容性提高，使得復(fù)合材料力學(xué)性能、耐熱性能、熱穩(wěn)定性能有顯著提升；
?。?）偶聯(lián)劑改性可以進(jìn)一步提高復(fù)合材料熱穩(wěn)定性。PVC連續(xù)相中的分散相碳酸鈣可以阻止熱分析過(guò)程中熱解產(chǎn)物的熱性流動(dòng)和擴(kuò)散，延緩了熱分解區(qū)域的擴(kuò)大和分子鏈的脫氯分裂。另外，耐熱性高的碳酸鈣可以阻止熱傳導(dǎo)效應(yīng)，一定程度上降低了復(fù)合材料內(nèi)部熱分解溫度的上升。在基體中的高分散性改性碳酸鈣粒子，可以更好地阻隔熱流的擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)；同時(shí)偶聯(lián)劑的加入需要更高的分解溫度才可以有效破壞復(fù)合材料強(qiáng)的界面層；
?。?）改性碳酸鈣和PVC基體相界面作用強(qiáng)烈，碳酸鈣對(duì)PVC大分子鏈段運(yùn)動(dòng)限制作用更強(qiáng)，需要更高的溫度才會(huì)導(dǎo)致PVC分子鏈段運(yùn)動(dòng)，維卡軟化點(diǎn)溫度升高；
?。?）改性碳酸鈣在PVC基體相中具有良好的分散性，界面相互作用強(qiáng)烈，可以阻止水分子向材料內(nèi)部滲透，并且改性碳酸鈣表面羥基個(gè)數(shù)減少，親水能力減弱，疏能力增強(qiáng)，進(jìn)一步降低了水分子的吸收和滲透作用。
資料來(lái)源：《孫鋒,苗偉,馬健,等.偶聯(lián)劑改性對(duì)PVC/碳酸鈣復(fù)合材料性能的影響[J].塑料工業(yè),2021,49(05):128-133.》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
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