摘 要：利用力學(xué)性能、熔體流動速率等性能的測定等方法考察了一種稀土偶聯(lián)劑（WOT）對CaCO3,、BaSO4,、Mg(OH)2,、Mica和Talc等無機(jī)粒子的表面處理作用,。發(fā)現(xiàn)經(jīng)WOT處理的CaCO3與聚丙烯（PP）的復(fù)合物,，在一定條件下缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)到純PP的2倍、斷裂伸長率可達(dá)純PP的3倍左右,，表現(xiàn)出顯著的無機(jī)粒子增韌效果,；利用FTIR、SEM等考察了無機(jī)剛性粒子增韌PP的結(jié)構(gòu)形態(tài)及增韌機(jī)理,，表明WOT在處理過程中與CaCO3之間除了物理吸附作用外,，還發(fā)生了化學(xué)作用，在CaCO3表面形成了牢固的包覆層,，改變了無機(jī)粒子的表面性能,；并且經(jīng)WOT處理的CaCO3還具有β晶型成核劑的作用。
1 前言
聚丙烯（PP）具有良好的物理機(jī)械性能,、加工性能和電絕緣性能等,，是一種密度小、綜合性能優(yōu)良的通用高分子材料,，廣泛用作各種改性材料的基礎(chǔ)樹脂,。高分子材料中填充無機(jī)粒子，是獲得具有某些獨(dú)特性能高分子改性材料最有效和最便宜的途徑之一,。各種PP基無機(jī)粒子改性材料已廣泛應(yīng)用于電器,、汽車、建筑等領(lǐng)域,。但是,，常用的無機(jī)粒子，一般都是表面能很高的極性物質(zhì),，比表面積大,，與表面能低的非極性聚丙烯基體之間性能差別很大，在采用熔融加工的方法復(fù)合時,，二者因相容性差,，使得無機(jī)粒子無法被PP熔體浸潤而容易自身聚集成團(tuán)，分散性不好,，且界面粘接差,，導(dǎo)致復(fù)合物的沖擊強(qiáng)度,、斷裂伸長率,、加工流變性能等急劇下降[1~6]。
為改善與PP基礎(chǔ)樹脂之間的相容性,，通常對無機(jī)粒子進(jìn)行表面處理,。處理無機(jī)粒子的方法很多，如氧化處理,、熱處理、等離子體處理以及用表面改性劑涂覆等,，其中最有效,、便于操作，也是最廣為應(yīng)用的是利用表面改性劑涂覆技術(shù),。目前報道的表面處理劑很多,，如價格低廉的脂肪酸及其衍生物和其它表面活性劑、硅烷類,、鈦酸酯類和鋁酸酯類偶聯(lián)劑,，以及近來出現(xiàn)的鋯酸酯類,、磷酸酯類,、硼酸酯類,、錫酸酯類、異氰酸酯類等偶聯(lián)劑,。開發(fā)高效,、廉價、便于使用的新型偶聯(lián)劑是當(dāng)前偶聯(lián)劑研究的方向[7],。
稀土化合物是一類性能奇特的物質(zhì),，被認(rèn)為是構(gòu)筑信息時代新材料的寶庫。在一些體系中加入少量的稀土往往會出現(xiàn)意想不到的獨(dú)特性能,，因而有“工業(yè)味精”之稱,。新合成的稀土改性劑WOT可用作無機(jī)粒子的表面處理劑，無機(jī)粒子經(jīng)其處理后,，可改善在PP基體中的分散性,，提高復(fù)合物的沖擊性能及流動性，有望開發(fā)成為一類有效,、價廉,、環(huán)境友好的新型表面處理劑。這里介紹了利用這種稀土處理劑WOT處理不同無機(jī)粒子,，與聚丙烯熔融混合制備復(fù)合物時的處理效果,。
2 結(jié)論
（1）WOT可明顯改變各種無機(jī)粒子的表面性能，經(jīng)其處理后的無機(jī)粒子表面由親水性變?yōu)槭杷�,，且隨著WOT用量的增加,，疏水性表現(xiàn)得更為明顯,。WOT與CaCO3在處理過程中形成了WOT的溶劑抽提不掉的包覆層,，兩者之間不僅僅是物理吸附，還有化學(xué)作用發(fā)生,；WOT與其它幾種粒子之間無這種化學(xué)作用發(fā)生,。
（2）WOT處理可提高各種無機(jī)粒子復(fù)合PP體系的加工流動性能。
（3）力學(xué)性能實驗表明,，用2.5%WOT處理過的CaCO3在一定條件下可使PP復(fù)合物的Izod缺口沖擊強(qiáng)度提高到純PP的2倍左右,，表現(xiàn)出明顯的無機(jī)粒子增韌效果；當(dāng)WOT用量為1.0%時,，PP/CaCO3體系具有較均衡的韌性和強(qiáng)度,。其它幾種粒子經(jīng)WOT處理后填充的PP復(fù)合物，韌性均高于相同含量未處理同種粒子的復(fù)合物,。但就增韌效果而言,，WOT對CaCO3,、Mg(OH)2、BaSO4的改善效果更為顯著,，對Mica和Talc效果不明顯,。
（4）SEM觀察和粘度實驗表明，WOT處理使CaCO3,、Mg(OH)2和BaSO4在基體中分散得更為均勻,，從斷口亞微結(jié)構(gòu)上看，處理過的粒子脫粘后,，界面上基體產(chǎn)生了大量塑性變形,，而未處理粒子填充的體系中，粒子脫粘后只留下光滑的空洞,，無塑性變形發(fā)生,。
（5）WAXD實驗表明，各種無機(jī)粒子CaCO3,、BaSO4,、Mg(OH)2、Mica和Talc等單獨(dú)加入PP,，不能誘導(dǎo)PP產(chǎn)生β晶型,，用WOT處理的BaSO4、Mg(OH)2,、Mica和Talc與PP形成的復(fù)合物中,，也只有α晶型，但是,，用WOT處理過的CaCO3與PP形成的復(fù)合物中,，除α晶型外，還出現(xiàn)一定量的β晶型,�,？傮w而言，WOT對CaCO3有良好的處理效果,，對BaSO4和Mg(OH)2也有一定作用,，但對Mica和Talc效果則不明顯。
1 前言
聚丙烯（PP）具有良好的物理機(jī)械性能,、加工性能和電絕緣性能等,，是一種密度小、綜合性能優(yōu)良的通用高分子材料,，廣泛用作各種改性材料的基礎(chǔ)樹脂,。高分子材料中填充無機(jī)粒子，是獲得具有某些獨(dú)特性能高分子改性材料最有效和最便宜的途徑之一,。各種PP基無機(jī)粒子改性材料已廣泛應(yīng)用于電器,、汽車、建筑等領(lǐng)域,。但是,，常用的無機(jī)粒子，一般都是表面能很高的極性物質(zhì),，比表面積大,，與表面能低的非極性聚丙烯基體之間性能差別很大，在采用熔融加工的方法復(fù)合時,，二者因相容性差,，使得無機(jī)粒子無法被PP熔體浸潤而容易自身聚集成團(tuán)，分散性不好,，且界面粘接差,，導(dǎo)致復(fù)合物的沖擊強(qiáng)度,、斷裂伸長率,、加工流變性能等急劇下降[1~6]。
為改善與PP基礎(chǔ)樹脂之間的相容性,，通常對無機(jī)粒子進(jìn)行表面處理,。處理無機(jī)粒子的方法很多，如氧化處理,、熱處理、等離子體處理以及用表面改性劑涂覆等,，其中最有效,、便于操作，也是最廣為應(yīng)用的是利用表面改性劑涂覆技術(shù),。目前報道的表面處理劑很多,，如價格低廉的脂肪酸及其衍生物和其它表面活性劑、硅烷類,、鈦酸酯類和鋁酸酯類偶聯(lián)劑,，以及近來出現(xiàn)的鋯酸酯類,、磷酸酯類,、硼酸酯類,、錫酸酯類、異氰酸酯類等偶聯(lián)劑,。開發(fā)高效,、廉價、便于使用的新型偶聯(lián)劑是當(dāng)前偶聯(lián)劑研究的方向[7],。
稀土化合物是一類性能奇特的物質(zhì),，被認(rèn)為是構(gòu)筑信息時代新材料的寶庫。在一些體系中加入少量的稀土往往會出現(xiàn)意想不到的獨(dú)特性能,，因而有“工業(yè)味精”之稱,。新合成的稀土改性劑WOT可用作無機(jī)粒子的表面處理劑，無機(jī)粒子經(jīng)其處理后,，可改善在PP基體中的分散性,，提高復(fù)合物的沖擊性能及流動性，有望開發(fā)成為一類有效,、價廉,、環(huán)境友好的新型表面處理劑。這里介紹了利用這種稀土處理劑WOT處理不同無機(jī)粒子,，與聚丙烯熔融混合制備復(fù)合物時的處理效果,。
2 結(jié)論
（1）WOT可明顯改變各種無機(jī)粒子的表面性能，經(jīng)其處理后的無機(jī)粒子表面由親水性變?yōu)槭杷�,，且隨著WOT用量的增加,，疏水性表現(xiàn)得更為明顯,。WOT與CaCO3在處理過程中形成了WOT的溶劑抽提不掉的包覆層,，兩者之間不僅僅是物理吸附，還有化學(xué)作用發(fā)生,；WOT與其它幾種粒子之間無這種化學(xué)作用發(fā)生,。
（2）WOT處理可提高各種無機(jī)粒子復(fù)合PP體系的加工流動性能。
（3）力學(xué)性能實驗表明,，用2.5%WOT處理過的CaCO3在一定條件下可使PP復(fù)合物的Izod缺口沖擊強(qiáng)度提高到純PP的2倍左右,，表現(xiàn)出明顯的無機(jī)粒子增韌效果；當(dāng)WOT用量為1.0%時,，PP/CaCO3體系具有較均衡的韌性和強(qiáng)度,。其它幾種粒子經(jīng)WOT處理后填充的PP復(fù)合物，韌性均高于相同含量未處理同種粒子的復(fù)合物,。但就增韌效果而言,，WOT對CaCO3,、Mg(OH)2、BaSO4的改善效果更為顯著,，對Mica和Talc效果不明顯,。
（4）SEM觀察和粘度實驗表明，WOT處理使CaCO3,、Mg(OH)2和BaSO4在基體中分散得更為均勻,，從斷口亞微結(jié)構(gòu)上看，處理過的粒子脫粘后,，界面上基體產(chǎn)生了大量塑性變形,，而未處理粒子填充的體系中，粒子脫粘后只留下光滑的空洞,，無塑性變形發(fā)生,。
（5）WAXD實驗表明，各種無機(jī)粒子CaCO3,、BaSO4,、Mg(OH)2、Mica和Talc等單獨(dú)加入PP,，不能誘導(dǎo)PP產(chǎn)生β晶型,，用WOT處理的BaSO4、Mg(OH)2,、Mica和Talc與PP形成的復(fù)合物中,，也只有α晶型，但是,，用WOT處理過的CaCO3與PP形成的復(fù)合物中,，除α晶型外，還出現(xiàn)一定量的β晶型,�,？傮w而言，WOT對CaCO3有良好的處理效果,，對BaSO4和Mg(OH)2也有一定作用,，但對Mica和Talc效果則不明顯。
