纳米CaCO3/聚合物共混体系

　　【塑胶五金网】由于纳米CaCO3价格低廉，且CaCO3作为填充剂在塑料领域已有长期的广泛应用， 所以纳米CaCO3/聚合物共混体系的研究受到较多关注，取得多方面的进展，且已获得 工业应用。

　　无机纳米粒子在塑料中应用， 重要的作用之一是提高材料的韧性，即抗冲击 性能。

　　纳米CaCO3由于应用广泛且价格低廉，是在塑料增韧中 有应用前景的无机刚性粒 子之一。无机纳米粒子增韧塑料属于非弹性体增韧体系，可应用于聚丙烯、聚乙烯、聚 氯乙烯、ABS等塑料的增韧改性。弹性体增韧在提高材料韧性的同时，会使其刚性降 低，而无机纳米粒子作为一种刚性粒子，则可使韧性和刚性同时得到提高。

　　无机纳米粒子对脆性塑料和准韧性塑料都有增韧作用。但是，无机纳米粒子对准韧 性塑料基体的增韧效果更为显著。因而，与有机刚性粒子增韧体系相似，无机纳米粒子 增韧体系通常也要求被增韧的塑料基体本身有一定韧性。为了增加被增韧的塑料基体的 韧性，可以在共混体系中添加一些弹性体，组成无机纳米粒子/弹性体/塑料三元共混 体系。

　　①纳米CaCO3/PP复合材料 在纳米CaCO3/PP复合材料中添加弹性体，制备纳米 CaCO3/弹性体/PP三元复合材料，纳米CaCO3粒子可发挥较显著的增韧作用。纳米CaCO3/弹性体/PP复合材料中的弹性体，可以选用EPR (乙丙橡胶)、EPDM (三元乙丙 橡胶)、POE (乙烯-1-辛烯共聚物)、SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚 物) 等。

　　在纳米CaCO3/POE/PP三元共混体系中，纳米CaCO3粒子有显著的增韧作用。采用 母料法制备的纳米CaCO3/POE/PP共混复合材料，缺口冲击强度和弯曲模量见表7-1。

　　表7-1 纳米CaCO3/POE/PP复合材料的冲击强度和弯曲弹性模量 质量份

　　从表7-1可以看出，采用母料法制备的纳米CaCO3/POE/PP复合材料的缺口冲击 强度达58.5kJ/m2，比POE/PP二元体系高105%。弯曲模量则提高了27.6%。如果采 用弹性体增韧，冲击强度 (韧性) 提高的同时，弯曲模量 (刚性) 是要下降的。而采 用纳米CaCO3增韧，韧性和刚性可以同时提高，这正是纳米粒子增韧的优势。

　　由于聚丙烯和弹性体都是粒料，所以在工业生产中难以直接添加纳米CaCO3粉体。 采用母料法，在聚丙烯共混体系中添加纳米CaCO3母料，可以解决纳米CaCO3粉体难以 直接添加的问题，并解决了纳米CaCO3粒子的分散问题，因而可以显著地发挥增韧 效果。

　　②纳米CaCO3/PVC复合材料 纳米CaCO3/PVC复合材料，是纳米CaCO3的另一个 重要应用领域。

　　曾晓飞等研究了纳米CaCO3/CPE/PVC共混复合材料，采用的纳米CaCO3粒径为 30nm，经过了表面改性，并制备了母料。将采用母料法和直接添加纳米CaCO3粉体的 方法对比，测定的简支梁缺口冲击强度见表7 -2。由表7-2可以看出，在CPE用量为 8份的条件下，采用纳米CaCO3母料法与直接添加纳米CaCO3粉体的方法相比，缺口冲 击强度提高约2.8倍，与未添加纳米CaCO3的试样相比，缺口冲击强度提高了4.4倍。 显然，采用母料法制备的纳米CaCO3/PVC共混复合材料的抗冲击性能得到了显著的 提高。

　　表7-2 纳米CaCO3/PVC共混复合材料的抗冲击性能 (纳米CaCO3母料法与直接添加法对比) 质量份

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