濕法改性CaCO3填充LDPE的研究.pdf

1、本文采用表面化學(xué)濕法改性，在水和正丁醇的混合溶劑體系下，以輕質(zhì)碳酸鈣為主要原料，分別以單一的鋁酸酯偶聯(lián)劑及復(fù)合改性劑（鋁酸酯偶聯(lián)劑+硬脂酸）對碳酸鈣進(jìn)行表面改性，探討了改性工藝條件對改性效果的影響，并對改性前后碳酸鈣進(jìn)行了粘度、活化度、紅外(IR)和差熱熱重(DTA/TG)分析測試，測試結(jié)果表明，改性碳酸鈣親油性得到改善，再將其填充于低密度聚乙烯中進(jìn)行機(jī)械性能分析，研究如下：
　　 1、以鋁酸酯偶聯(lián)劑為改性劑對碳酸鈣表面進(jìn)行改性

2、，采用參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法探討了改性溫度、時(shí)間、攪拌速度、鋁酸酯偶聯(lián)劑用量以及正丁醇含量對碳酸鈣表面改性效果的影響，得到了在水和正丁醇的混合溶劑體系下，鋁酸酯偶聯(lián)劑改性碳酸鈣的最佳條件為：改性溫度110℃，改性時(shí)間30min，攪拌速度650r/min，鋁酸酯偶聯(lián)劑用量1.2wt％，正丁醇含量20v％。相比較而言，五個(gè)工藝參數(shù)中鋁酸酯用量和正丁醇含量的影響最為明顯。在此條件下得到的碳酸鈣與水的接觸角可達(dá)到134.5°。體系粘度和活化指數(shù)測

3、試結(jié)果表明改性后碳酸鈣表面由親水性變成了疏水性。IR和DTA/TA分析結(jié)果表明碳酸鈣與改性劑之間吸附牢固，并可能存在化學(xué)吸附。
　　 將改性的碳酸鈣按不同比例加入到低密度聚乙烯中經(jīng)過一、二次塑煉，制成碳酸鈣填充聚乙烯材料的樣條，測量材料的力學(xué)性能。結(jié)果表明，隨著改性碳酸鈣添加量的增加，材料的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度基本保持穩(wěn)定，斷裂伸長率和熔融速率下降，而拉伸模量，邵氏硬度，彎曲模量和彎曲強(qiáng)度均有所提高，即隨著改性碳酸鈣添加量的增加，

4、聚乙烯材料的強(qiáng)度、硬度和加工性能都得到相應(yīng)的改善，而韌性則下降。其中，改性碳酸鈣最佳填充量為20wt％。
　　 2、以鋁酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸作為復(fù)合改性劑對碳酸鈣進(jìn)行表面改性，通過改變反應(yīng)溫度，攪拌速度，鋁酸酯偶聯(lián)劑含量及硬脂酸含量，以與水的潤濕接觸角為控制指標(biāo)，按照正交實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，目的在于探討碳酸鈣的改性工藝參數(shù)，得出了制備改性碳酸鈣的最佳條件是：鋁酸酯偶聯(lián)劑含量為1.0wt％，硬脂酸含量為0.8wt％，攪拌速度為650r/

5、min，反應(yīng)溫度為100℃。在四個(gè)影響因子中鋁酸酯含量影響最大，其次為攪拌速度和硬脂酸含量，反應(yīng)溫度影響最小。采用此條件制備出改性碳酸鈣，測得其與水的接觸角可達(dá)136.5°，其活化度和粘度結(jié)果表明，改性后碳酸鈣表面性質(zhì)由親水性變?yōu)榱耸杷裕籌R分析表明改性劑與碳酸鈣之間存在一定的化學(xué)吸附。
　　 將最佳改性條件下得到的碳酸鈣按不同比例加入到低密度聚乙烯中經(jīng)過一、二次塑煉，制成碳酸鈣填充聚乙烯材料樣條，材料的力學(xué)性能結(jié)果表明，隨著