薄膜主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等树脂制成，具有柔软性、延展性，良好的加工性能和印刷性能，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域，但是由于树脂生产成本高，对环境影响大，通常需要加入填料降低成本。由于普通填料的性能问题，会对薄膜的透明性产生影响。纳米碳酸钙作为一种新型的填料，粒子尺寸小，比表面积大，可增加塑料薄膜的强度，具有比重小，制造成本低等优点。
通过对晶型控制剂、硫酸钡用量、表面改性剂配方等影响纳米碳酸钙性能的因素进行试验研究，并用于PE 薄膜制备开展了应用试验，为制备比重较小、分散性好、吸油值低的纳米碳酸钙提供思路。
一、 晶形控制剂用量对薄膜性能的影响
在制备纳米碳酸钙过程中分别添加0%、0.3%、0.6%、1.2%、2%(按纳米碳酸钙干基含量) 山梨糖醇，考察不同山梨糖醇用量对纳米碳酸钙及薄膜性能的影响(2)。由表可知：不加晶型控制剂山梨糖醇的空白样，比表面积小，透明性较差；随着山梨糖醇用量增加后，粒子变小，比表面积增大，有利于光线绕射，透明率提高；但是比表面积达到一定程度，吸油值增加，加工阻力增大，粒子之间作用力强，造成分散性下降。综合考虑，确定山梨糖醇用量为纳米碳酸钙的0.6%。
晶型控制剂用量对薄膜性能的影响
二、包覆硫酸钡用量对膜性能的影响
将纳米碳酸钙采用0%、5%、10%、15%(按纳米碳酸钙干基的) 等不同量的硫酸钡进行包覆，考察硫酸钡用量对薄膜性能的影响。纳米碳酸钙的形态为立方体，加入硫酸钡包覆纳米碳酸钙主要目的是形成具有海棉结构的沉积层，产生一定的空隙率，改善分散性，提升光的透光率，进而提高透明性。由表可知：随着硫酸钡用量的增加，纳米碳酸钙被硫酸钡包覆，分散性和光透光率变好，当用量达到10% 以上后，透光率变化不大，综合考虑成本因素，确定硫酸钡用量为纳米碳酸钙干基量的10%。
包覆硫酸钡的量对膜性能的影响
三、 表面处理配方对膜性能的影响
添加5%～6% 的不同表面处理剂进行试验，考察其对纳米碳酸钙及薄膜性能的影响。从下表可以看出，试验1中：硬脂酸皂中亲水的COO- 基与Ca2+ 结合形成硬脂酸钙，包覆在纳米碳酸钙表面形成包覆层，可以提高分散性和降低吸油值。试验2 中：磷酸酯是以磷为中心，具有烷氧基的偶联剂，由多个亲油长碳链基团组成，在硬脂酸皂溶液中均匀分散后，与硬脂酸皂一起包覆在纳米碳酸钙表面，可降低吸油值，提高分散性和光透过率。试验3 中：柠檬酸三丁酯是一种良好地增塑剂，与PE 母粒具有相容性好、增塑效率高、耐候性强，柠檬酸三丁酯溶解于硬脂酸皂中，吸附到纳米碳酸钙表面，提高纳米碳酸钙与PE 的相溶性，提高分散性和光透过率。试验4 中：通过硬脂酸皂溶解磷酸酯和柠檬酸三丁酯，包覆到纳米碳酸钙表面，硬脂酸皂可提高分散性，磷酸酯偶联剂具有增强效果，柠檬酸三丁酯增加相溶性，可以降低吸油值，提高分散性和提高光透过率。综合来看，试验4 配方具有低的吸油值、好的分散性和可见光透过率。
表面处理配方对膜性能的影响
四、纳米碳酸钙性能
本试验制备的纳米碳酸钙与GB/T 19590－2011 中橡胶塑料用纳米碳酸钙指标对比。从表中可以看出，本试验纳米碳酸钙达到I 型标准，从图1 电镜看平均粒径为40nm，图2 激光粒径仪测试D50 为0.43μm，D97 为6.6μm，具有良好的分散性。
本试验的纳米碳酸钙与GB/T 19590-2011的指标对比
五、 替代纳米硫酸钡性能对比
采用表1 配方，将本试验制备的纳米碳酸钙(A)与纳米硫酸钡(B) 采用同样份数进行混料、造粒制备母粒，吹膜制备薄膜，并检测其透明性和分散性(表6)。从表6 可以看出，采用本试验制成的纳米碳酸钙，制备的薄膜在分散性及透光率等性能上达到纳米硫酸钡指标，而母粒比重2.15g/cm3 相比纳米硫酸钡母粒比重小50% 以上，同样量的母粒吹膜面积大，可降低母粒的生产成本，具有良好的市场前景。
纳米碳酸钙（A）和纳米硫酸钡（B）性能比较
晶形控制剂山梨糖醇用量为纳米碳酸钙的0.6%，按纳米碳酸钙量的10% 硫酸钡作为无机表面处剂，采用4% 硬脂酸皂、1% 酸酯偶联剂和1% 柠檬酸酯作为有机表面处理剂，制备的纳米碳酸钙比表面积为30.6m2/g, 吸油值为19.2 gDOP/100g，电镜测试平均粒径为40nm，激光粒径仪测试D50为0.43μm，制备的PE 薄膜，具有良好的分散性，透光率可达88.9%。
纳米碳酸钙较纳米硫酸钡具有较小的比重，相比纳米硫酸钡母粒比重小50% 以上，同样重量的母粒可吹膜的面积更大，可以降低母粒的生产成本。
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