1．碳酸鈣晶須在聚丙烯（PP）改性中的應用
聚丙烯具有相對密度低、強度高、絕緣性能優良等良好的綜合性能，然而在應用中有韌性差、成型收縮率大、耐寒性差等缺點。聚丙烯可以摻混碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、玻纖等無機填料，以此達到提高彎曲強度、沖擊強度以及尺寸穩定性等改性目的，從而替代價格昂貴的工程塑料，用于汽車、化工、家電等高附加值領域。
2． 碳酸鈣晶須對PP加工性能的影響
圖3顯示了兩種不同晶型碳酸鈣填料對PP加工性能的影響。從圖中可觀察到：用晶須填充PP時的扭矩值普遍低于填充輕質碳酸鈣的試樣。因此，用碳酸鈣晶須填充的聚丙烯熔體容易流動，因此可以在加工溫度、擠出速率上有更大的選擇余地，實現更加高效的生產。
3． 碳酸鈣晶須對PP力學性能的影響
由于晶須的尺寸極小，又是高純材料，故沒有（或很少）內部結構缺陷，因而強度遠高于一般尺寸的同種材料。事實上新制備的晶須，由于沒有表面蝕坑或裂紋，其強度接近晶體的理論強度。因此將它摻到塑料中時，具有優良的增強效果，彎曲彈性模量、彎曲強度、尺寸穩定性等大大提高。表3為在PP中加入20份不同填料的增強聚丙烯的物性值[7]。數據表明：滑石粉雖然價格低廉，但由于是直徑為1μm~5μm的片狀結構，因此增強效果不如碳酸鈣晶須和玻纖好；碳酸鈣晶須增強PP材料的拉伸、彎曲強度比玻纖增強稍差，但沖擊強度要好于玻纖增強。此外，晶須增強PP材料的表面比玻纖要光滑得多。
表3 增強聚丙烯的性能比較
材 料 拉伸彈性模量/MPa 彎曲彈性模量/MPa Izod沖擊強度/Nm.m-1
聚丙烯 321 1420 35.1
碳酸鈣晶須增強聚丙烯 582 3900 68.5
玻纖增強聚丙烯 610 4070 58.9
滑石粉增強聚丙烯 431 2670 47.7
圖4是填充不同填料對PP拉伸強度的影響。可以發現：無論選擇何種填料以及是否通過偶聯劑處理，無機填料的引入均會使體系的拉伸強度下降，但是碳酸鈣晶須對力學性能的影響優于普通輕質碳酸鈣，經偶聯劑處理后還可進一步改善性能。
4． 碳酸鈣晶須對PP沖擊性能的影響
圖5為選用不同碳酸鈣填料時PP的沖擊強度隨填充量的變化[8]。從中得知：未經偶聯劑處理時，無論填充填料，都使沖擊性能有劣化的趨勢，但填充晶須時，沖擊強度高于填充輕質碳酸鈣的試樣，說明晶須與輕質碳酸鈣相比有一定的增韌作用。究其原因，Becher P．F．認為：當試樣內部宏觀裂紋前端或微裂紋發展到含有晶須的微區時，必須將其拔出或折斷才能繼續擴展，所以基體內的晶須有阻止裂紋擴展，加速能量逸散的作用，并因此達到增韌的目的。而輕質碳酸鈣的顆粒為紡錘體或四方體，不能在裂紋發展過程中形成類似的結構，所以增韌效果較差。
將晶須用偶聯劑處理后，沖擊性能明顯提高，說明偶聯劑可以有效的改善填料與基體之間的界面狀況，增強了界面粘接強度，達到更好的增韌效果。
圖6為碳酸鈣晶須與鈦酸鉀晶須填充PP性能的比較，發現碳酸鈣晶須填充試樣的沖擊強度略高于鈦酸鉀晶須填充試樣，原因是碳酸鈣晶須的均勻性較好造成的。可見低成本的碳酸鈣晶須在工業中的應用前景非常廣泛。
聚丙烯具有相對密度低、強度高、絕緣性能優良等良好的綜合性能，然而在應用中有韌性差、成型收縮率大、耐寒性差等缺點。聚丙烯可以摻混碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、玻纖等無機填料，以此達到提高彎曲強度、沖擊強度以及尺寸穩定性等改性目的，從而替代價格昂貴的工程塑料，用于汽車、化工、家電等高附加值領域。
2． 碳酸鈣晶須對PP加工性能的影響
圖3顯示了兩種不同晶型碳酸鈣填料對PP加工性能的影響。從圖中可觀察到：用晶須填充PP時的扭矩值普遍低于填充輕質碳酸鈣的試樣。因此，用碳酸鈣晶須填充的聚丙烯熔體容易流動，因此可以在加工溫度、擠出速率上有更大的選擇余地，實現更加高效的生產。
3． 碳酸鈣晶須對PP力學性能的影響
由于晶須的尺寸極小，又是高純材料，故沒有（或很少）內部結構缺陷，因而強度遠高于一般尺寸的同種材料。事實上新制備的晶須，由于沒有表面蝕坑或裂紋，其強度接近晶體的理論強度。因此將它摻到塑料中時，具有優良的增強效果，彎曲彈性模量、彎曲強度、尺寸穩定性等大大提高。表3為在PP中加入20份不同填料的增強聚丙烯的物性值[7]。數據表明：滑石粉雖然價格低廉，但由于是直徑為1μm~5μm的片狀結構，因此增強效果不如碳酸鈣晶須和玻纖好；碳酸鈣晶須增強PP材料的拉伸、彎曲強度比玻纖增強稍差，但沖擊強度要好于玻纖增強。此外，晶須增強PP材料的表面比玻纖要光滑得多。
表3 增強聚丙烯的性能比較
材 料 拉伸彈性模量/MPa 彎曲彈性模量/MPa Izod沖擊強度/Nm.m-1
聚丙烯 321 1420 35.1
碳酸鈣晶須增強聚丙烯 582 3900 68.5
玻纖增強聚丙烯 610 4070 58.9
滑石粉增強聚丙烯 431 2670 47.7
圖4是填充不同填料對PP拉伸強度的影響。可以發現：無論選擇何種填料以及是否通過偶聯劑處理，無機填料的引入均會使體系的拉伸強度下降，但是碳酸鈣晶須對力學性能的影響優于普通輕質碳酸鈣，經偶聯劑處理后還可進一步改善性能。
4． 碳酸鈣晶須對PP沖擊性能的影響
圖5為選用不同碳酸鈣填料時PP的沖擊強度隨填充量的變化[8]。從中得知：未經偶聯劑處理時，無論填充填料，都使沖擊性能有劣化的趨勢，但填充晶須時，沖擊強度高于填充輕質碳酸鈣的試樣，說明晶須與輕質碳酸鈣相比有一定的增韌作用。究其原因，Becher P．F．認為：當試樣內部宏觀裂紋前端或微裂紋發展到含有晶須的微區時，必須將其拔出或折斷才能繼續擴展，所以基體內的晶須有阻止裂紋擴展，加速能量逸散的作用，并因此達到增韌的目的。而輕質碳酸鈣的顆粒為紡錘體或四方體，不能在裂紋發展過程中形成類似的結構，所以增韌效果較差。
將晶須用偶聯劑處理后，沖擊性能明顯提高，說明偶聯劑可以有效的改善填料與基體之間的界面狀況，增強了界面粘接強度，達到更好的增韌效果。
圖6為碳酸鈣晶須與鈦酸鉀晶須填充PP性能的比較，發現碳酸鈣晶須填充試樣的沖擊強度略高于鈦酸鉀晶須填充試樣，原因是碳酸鈣晶須的均勻性較好造成的。可見低成本的碳酸鈣晶須在工業中的應用前景非常廣泛。
