摘要：本文选用了硬脂酸钠和KH-570配制复合改性剂，采用湿法对纳米CaCO3进行表面改性，通过熔融挤出法制备PP/纳米CaCO3复合材料，并对其性能进行研究。结果表明：复合改性剂硬脂酸钠及KH-570配比为5:5时，其活化度达到最大值为95.65%，吸油值达到最低为58.05gDOP/100gCaCO3，改性效果最好。复合材料性能测试表明，活性纳米CaCO3的用量为5%时，冲击强度达到最大值20.05KJ/m2，较未改性纳米CaCO3复合材料提高了3倍，拉伸强度最大值为29.81MPa。
关键词：硬脂酸钠，纳米CaCO3，表面改性，PP，复合材料
目 录
1 前言 1
1.1 纳米CaCO3 1
1.1.1 纳米CaCO3的结构和性质 1
1.1.2 国内外发展状况 2
1.1.3 纳米CaCO3的改性研究 3
1.2 PP树脂 6
1.2.1 概述 6
1.2.2 国内外发展状况 6
1.2.3 PP/纳米CaCO3体系 7
1.2.4 纳米CaCO3增韧PP机理 8
1.3 研究目的及意义 8
2 实验部分 10
2.1 主要实验设备及仪器 10
2.2 主要原料及试剂 10
2.3 实验流程 11
2.3.1 纳米CaCO3的改性 11
2.3.2 纳米CaCO3/PP复合材料的制备 12
2.4 性能检测 13
2.4.1 吸油值和活化度测试 13
2.4.2 纳米CaCO3的红外光谱测试 13
2.4.3 复合材料力学性能测试 14
2.4.4 复合材料的加工流动性测试 14
2.4.5 复合材料的维卡软化点测试 14
2.4.6 复合材料的XRD测试 14
3 结果与讨论 15
3.1 改性剂用量对纳米CaCO3的影响 15
3.1.1 硬脂酸钠对纳米CaCO3的改性分析 15
3.1.2 KH-570对纳米CaCO3的改性分析 17
3.1.3 复合改性剂对纳米CaCO3的改性分析 18
3.2 纳米CaCO3对PP复合材料的影响 21
3.2.1 复合材料的力学性能分析 21
3.2.2 复合材料的加工流动性能分析 23
3.2.3 复合材料的抗热变形性能分析 23
3.2.4 复合材料的结晶性能分析 24
4 结论 26
参考文献 27
致谢 29
研究目的及意义
PP是五大通用塑料之一，具有较好的综合性能，但PP存在低温脆性、机械强度和硬度较低等缺点。粒径在1-100nm之间的CaCO3为纳米CaCO3，具有增韧性、补强性、透明性等应用方面的性能。纳米CaCO3可以有效的增加PP的韧性，但纳米CaCO3属于无机粉体材料，其表面呈疏油性，表面能极高，极易发生粒子团聚，形成二次粒子，使纳米粒子的粒径变大，进而在应用过程中失去了纳米粒子所具有的功能，影响其在PP中的效果。
本文的目的是利用湿法对纳米CaCO3进行改性和CaCO3/PP复合材料的制备。湿法改性纳米CaCO3是通过改性剂改变原有纳米CaCO3的表面能和疏油性，降低吸油值，提高活化度，增加分散性等特点，同时与PP结合性好。PP通过加入CaCO3经双螺杆挤出机挤出造粒，再通过注塑机最终得到复合材料。主要的意义是研究不同配比的偶联剂与表面活性剂对纳米CaCO3改性和不同分量的改性纳米CaCO3对PP增韧的影响。研究不同分量的偶联剂和表面活性剂对纳米CaCO3性能的改变，根据活化度和吸油值筛选出最好的改性剂用量；研究不同分量的纳米CaCO3对PP改性效果，在PP增韧的前提下，如何保持PP强度和刚度不变，提高加工流动性能。对改性PP进行性能测试（复合材料冲击强度、拉伸强度），筛选出最佳的纳米CaCO3用量。通过熔融指数仪研究纳米CaCO3对PP加工流动性能的影响；通过XRD研究纳米CaCO3对PP复合材料结晶性能的影响。
