Page 115 - 《精细化工》2023年第5期

第 40 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.40, No.5
20 23 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2023

功能材料
高密度聚乙烯/硅烷偶联剂改性硫酸钙

晶须复合材料的制备与性能

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谭妍妍 ，尚晓煜 ，谢锦辉 ，张道海 ，邵会菊 ，秦舒浩 1,2
（1. 贵州民族大学 化学工程学院，贵州 贵阳 550025；2. 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，
贵州 贵阳 550014）
摘要：以 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）改性的硫酸钙晶须（CSW）为高密度聚乙烯（HDPE）
的填料，采用熔融共混法制备了 HDPE/CSW 复合材料。通过 SEM、XRD、TG、DSC 表征了 KH570 改性的 CSW
对复合材料 HDPE/CSW 的性能影响。结果表明，改性 CSW 质量分数为 20%时，HDPE/CSW 的拉伸和弯曲强度
比纯 HDPE 分别增加 9.28%和 33.04%，且易产生异相结晶，提升了 HDPE/CSW 复合材料的耐热性和结晶度。
纯 HDPE 的热降解反应活化能为 244.11 kJ/mol，改性 CSW 质量分数为 50%时，HDPE/CSW 复合材料的热降解
反应活化能降到 236.99 kJ/mol，表明 CSW 提升了 HDPE/CSW 复合材料的热降解反应速率，扩展了复合材料的
使用范围。
关键词：高密度聚乙烯；硫酸钙晶须；异相结晶；结晶行为；降解动力学；功能材料
中图分类号：TQ324.9 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 05-1035-13

Preparation and properties of HDPE/silane coupling agent

modified calcium sulphate whiskers composites

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TAN Yanyan , SHANG Xiaoyu , XIE Jinhui , ZHANG Daohai ,
1,2
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SHAO Huiju , QIN Shuhao
（1. School of Chemical Engineering, Guizhou Minzu University, Guiyang 550025, Guizhou, China; 2. National Engineering
Technology Research Center for Composite Modified Polymer Materials, Guiyang 550014, Guizhou, China）
Abstract: High density polyethylene (HDPE)/calcium sulphate whiskers (CSW) composites were prepared
from melt blending of HDPE and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (KH570) modified CSW. The
influence of KH570 modified CSW on the properties of HDPE/CSW composites were then analyzed by
SEM, XRD, TG and DSC. The results showed that the HDPE/CSW composites with 20% (mass fraction)
modified CSW exhibited an increase in tensile and flexural strength by 9.28% and 33.04%, respectively, in
comparison to pure HDPE. Meanwhile, the HDPE/CSW composites were prone to heterogeneous
crystallization, which enhanced the heat resistance and crystallinity of the composites. The activation
energy of thermal degradation reaction of pure HDPE was 244.11 kJ/mol, while that of HDPE/CSW
composites with 50% (mass fraction) modified CSW decreased to 236.99 kJ/mol, indicating that modified
CSW enhanced the thermal degradation reaction rate of HDPE/CSW composites and extended the
application range of the composites.
Key words: high-density polyethylene; calcium sulphate whiskers; heterogeneous crystallization;
crystallization behavior; degradation kinetics; functional materials

收稿日期：2022-07-17; 定用日期：2022-12-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220668
基金项目：国家自然科学基金（52163001）；贵州民族大学科研平台资助项目（GZMUGCZX[2021]01）；贵州省省级科技计划项目（黔
科合平台人才-CXTD[2021]005、黔科合平台人才-GCC[2022]010-1、黔科合基础[2020]1Y211）；贵州省省级科技计划项目〔黔科合成
果（2019）4022 号〕；贵阳市专家工作站（ZJGZZ2021-07）；贵阳市白云区科技计划项目（白科合同[2020]28 号）
作者简介：谭妍妍（1998—），女，硕士生，E-mail：1149019938@qq.com。联系人：张道海（1981—），男，博士，研究员，E-mail：
zhangdaohai6235@163.com。