Page 121 - 《精细化工》2023年第5期

第 5 期 谭妍妍，等: 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 ·1041·

2.4 HDPE/CSW 结晶性能分析
不同改性 CSW 含量制得 HDPE/CSW 复合材料
在不同降温速率下的 DSC 曲线如图 5 所示（图 5a
的降温速率为 10 ℃/ min）。
由图 5 可知，不同降温速率和改性 CSW 含量
下 HDPE/CSW 复合材料只存在一个结晶峰，为
HDPE 的结晶峰；不同降温速率且同一改性 CSW 含
量下，随着降温速率的增加，HDPE/CSW 复合材料的
结晶峰逐渐变宽，并缓慢向低温方向移动。

图 5 不同改性 CSW 质量分数的 HDPE/CSW 复合材料在
不同降温速率下的 DSC 曲线
Fig. 5 DSC curves of HDPE/CSW composites with different
modified CSW mass fractions at different cooling rates

在同一降温速率下，随着改性 CSW 含量的增
加，HDPE/CSW 复合材料的结晶峰逐渐变窄，且结
晶峰值对应温度随改性 CSW 含量增加而向高温方
向偏移。其中，在升温速率为 10 ℃/min 时，纯 HDPE
的结晶峰温度为 113.9 ℃，改性 CSW 质量分数为
10%、20%、30%、40%、50%的 HDPE/CSW 复合材
料的结晶峰温度分别为 114.9、115.9、117.0、118.0、
114.9 ℃，结晶峰值先增大后减小。这是因为改性
CSW 会在一定程度上促进 HDPE 结晶，但含量过多
会阻碍 HDPE 结晶，因为较少改性 CSW 在 HDPE
基体中属于异相，HDPE 在改性 CSW 附近采取异相
成核的方式结晶，复合材料内部不断压缩分子层，
减少分子间间隙，在增大 HDPE 与改性 CSW 之间
相互作用的同时改变分子链运动方式，形成空间位
阻效应，提高了 HDPE/CSW 复合材料的耐热性和结
晶度 [22] 。但过多改性 CSW 会在 HDPE 基体中出现
较多的缺陷和团聚现象，阻碍高分子链的运动，降
低复合材料的结晶度，与 2.1 节的结论相互印证。
2.5 HDPE/CSW 非等温结晶动力学研究
利用式（3）对 HDPE/CSW 复合材料结晶过程
进行分析，计算出任意温度的对应结晶度 X(T)，得
到 X(T)与 T 的关系曲线（图 6）；通过式（3）得到
X(T)与 t 的关系曲线（图 7）以及不同改性 CSW 含
量 HDPE/CSW 复合材料不同降温速率的非等温结
晶参数（表 2）。