碳酸鈣提高了聚乙烯哪一些特性?

碳酸鈣（CaCO3）做為一種優(yōu)質(zhì)填料和白色顏料，有著白度高、生物相容性好、無毒無味等特點，廣泛運(yùn)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。改性后的CaCO3有較低成本、優(yōu)良的熱學(xué)特性，是塑料制造中優(yōu)選無機(jī)填料。

（1）改性重質(zhì)CaCO3

改性重質(zhì)CaCO3粒子在體系中發(fā)揮了異相成核的作用，使材料結(jié)晶度提升，結(jié)晶速度增多，結(jié)晶時間壓縮，晶粒細(xì)化，材料剛性提升，沖擊強(qiáng)度提升?？蒲腥藛T用酞酸酯活化重質(zhì)碳酸鈣對高密度聚乙烯薄膜完成改性實驗研究，研究發(fā)現(xiàn)，在HDPE/POE/CaCO3體系里，當(dāng)聚烯烴彈性體（POE）、重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是10%和5%時，薄膜的單位落鏢沖擊強(qiáng)度相比較于純HDPE提升95.6%，且拉伸強(qiáng)度不改變。但CaCO3用量過大，復(fù)合材料分散性降低，團(tuán)聚引起的缺點增多，沖擊強(qiáng)度降低。

（2）納米CaCO3填料

納米CaCO3顆粒的粒徑較小，比表面積大，與基體的接觸面大，不僅，能夠在聚乙烯基體中作為應(yīng)力集中點，當(dāng)納米CaCO3填充聚烯制品面臨外力作用時，顆粒周圍的剪切應(yīng)力發(fā)生轉(zhuǎn)移，可讓與其連接的基體產(chǎn)生局部的屈服，吸收更多的能量，從而提高增韌材料。與此同時，會讓聚合物受到外力沖擊時產(chǎn)生的裂紋在擴(kuò)散時受阻或鈍化。但是當(dāng)納米CaCO3的添加超過一定量后，納米顆粒因為較高的表面能，會出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，顆粒的分散性下降，界面缺陷增多，使納米CaCO3填充聚乙烯制品的韌性降低。少量納米CaCO3加入高密度聚乙烯中，還能夠充當(dāng)成核劑的作用，推動聚乙烯的結(jié)晶，促使分子鏈排列緊密有序，分子間的作用提高，有益于拉伸強(qiáng)度增加；還能使聚乙烯的結(jié)晶性提升，耐熱性增多，在很大程度上提升材料的維卡軟化溫度。不過，過多的納米顆粒阻礙了分子鏈運(yùn)動，會使得拉伸強(qiáng)度降低。

（3）研究現(xiàn)狀

通過不同形貌碳酸鈣（CaCO3）為填料，以低密度線型聚乙烯（LLDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）為基體，使用雙螺桿輔助二次混合注塑工藝制備LLDPE/HDPE/CaCO3復(fù)合材料。對于不同形貌CaCO3填料的吸油值、白度、活化度等進(jìn)行表征，對LLDPE/HDPE/CaCO3復(fù)合材料的斷面形貌和熱力學(xué)特性展開分析。

結(jié)果顯示：

（1）使用一次預(yù)混合和加工過程兩次混合的方式，使CaCO3在樹脂基體中分散更加均勻，制得的LLDPE/HDPE/CaCO3復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能效果更好。

（2）CaCO3的參與有效提升了LLDPE/HDPE/CaCO3復(fù)合材料的熱分解溫度，使其具備相應(yīng)的熱屏蔽性，LLDPE/HDPE樹脂基體分解溫度提升約20℃，提升了材料熱穩(wěn)定性。

（3）填充的五種不同形貌CaCO3，超細(xì)活性重鈣和棒狀活性輕鈣顯著提高LLDPE/HDPE復(fù)合材料的力學(xué)性能。超細(xì)活性重鈣在LLDPE/HDPE基體中分散均勻，大小粒徑互補(bǔ)，沖擊強(qiáng)度是LLDPE/HDPE的4.15倍；棒狀活性輕鈣在樹脂基體中分散均勻，彎曲強(qiáng)度是純相LLDPE/HDPE復(fù)合材料的2倍。