改性剂：铝酸酯偶联剂411。

改性方法：烘干100g1250目硅灰石，加入3g铝酸酯偶联剂，用电动搅拌器搅拌混合均匀，装入塑炼机，温度设置为110℃，转子转速为22r/min，处理时间为16min。

测试与表征：疏水性、SEM、聚丙烯拉伸强度、冲击强度、维卡软化温度和硬度。

改性效果：（1）超细硅灰石的加入使聚丙烯的拉伸强度提高，使用铝酸酯偶联剂处理硅灰石后聚丙烯的拉伸强度要比未处理的高，当表面处理硅灰石添加量为10份时，聚丙烯的拉伸强度最高。

（2）超细硅灰石的加入使聚丙烯的冲击强度得以提高，铝酸酯处理的硅灰石添加量为30份时，聚丙烯的冲击强度最高。

（3）超细硅灰石的加入会提高聚丙烯的维卡软化温度，加入铝酸酯处理硅灰石后也少量提高维卡软化温度。超细硅灰石的加入会提高聚丙烯的硬度。

配方2：γ–缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（环氧防腐涂料）

改性剂：γ–缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

改性方法：通过在环氧防腐涂料体系中以不同比例的改性硅灰石替代普通硅灰石（质量分数为配方的10%），研究不同的改性硅灰石用量对涂膜与碳钢板附着力、涂膜耐冲击性、柔韧性及铅笔硬度的影响。

测试与表征：涂膜基本性能。

改性效果：（1）涂膜具有优异的耐盐雾性，涂层厚度为60～70μm时，碳钢喷砂板经1000h的盐雾试验后，划线处涂膜腐蚀宽度小于2mm，无明显起泡、锈蚀、脱落现象。

（2）涂膜与基材之间的附着力、涂膜的水接触角随着硅烷偶联剂用量的增加逐渐提高。

（3）硅烷改性硅灰石能够有效提升涂膜的耐介质腐蚀能力，尤其是在涂膜耐盐雾、盐水及耐湿热方面。

配方3：硅烷SCA1113（尼龙6）

改性剂：3-氨丙基三乙氧基硅烷（SCA1113）。

改性方法：将硅灰石粉体放入高速搅拌机中，边高速搅拌边加热，转速250r/min，待升至一定温度时，再将改性剂SCA1113缓慢加入，继续高速搅拌一定时间后停机，即得硅烷改性硅灰石粉体。

测试与表征：红外光谱、吸油值、尼龙6复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度。

改性效果：改性温度80℃，改性时间20min，硅烷用量0.8%为优化工艺条件；未改性硅灰石填充尼龙6样品较尼龙6纯样刚性提高但降低韧性，而改性后的硅灰石填充尼龙6可以同时提高尼龙6材料的刚性与韧性；硅烷SCA1113改性硅灰石时其反应性不来自于硅灰石晶体内部，晶面（100）最具反应性，硅烷SCA1113与硅灰石表面吸附为化学吸附，形成了Si-O-Ca键。

配方4：桐油酸T160（可陶瓷化硅橡胶）

改性剂：桐油酸T160（一种同时含有羧基、3个不饱和双键的脂肪酸）。

改性方法：首先将60g针状硅灰石和80mL甲苯溶液倒入配有回流装置和机械搅拌装置的三颈烧瓶，取3.16g桐油酸溶于20mL甲苯配置成混合溶液并加入到三颈烧瓶100℃反应4h。然后将浆液过滤并用甲苯洗涤4次，除去未反应改性剂。最后将改性粉体通风放置10h并在120℃干燥6h，即得到改性硅灰石。

测试与表征：表面张力、红外光谱、热重分析、机械性能测试以及扫描电镜。

改性效果：（1）经桐油酸改性的硅灰石在水介质条件下接触角从0°提升到75.91°，在乙烯基硅油测试条件下接触角从26.11°降低到18.02°；通过红外光谱和热失重分析可以得出桐油酸经化学反应成功接枝在硅灰石表面，接枝含量为0.13%。

（2）复合材料在引入硅灰石后力学性能得到改善，未经改性的复合材料配方在填充质量分数25%硅灰石下的拉伸强度从5.07MPa提升到5.32MPa，改性后硅灰石配方的复合材料在填充质量分数15%下的拉伸强度提升到5.35MPa，改性后复合材料的杨氏模量随着填充量的增加从2.86MPa增大到8.14MPa，改性后的配方撕裂强度从10.49kN/m提升到18.23kN/m，提升了73.8%，而未改性的配方只提高了58.7%。

（3）通过断面形貌分析可以看到，改性后的粉体在基体中的分散性能更好，与基体结合紧密；通过引入硅灰石粉体，能够明显提高复合材料的分解温度和残留率，T10%，Tmax分别提高了52.0，22.5℃，残留率提高了34.54%，材料的热稳定性得到提升。

配方5：硬脂酸（顺丁橡胶）

改性剂：硬脂酸。

改性方法：采用干法改性，改性剂为硬脂酸，添加量（w）为2%。将一定量的硅灰石加热到试验温度后加入表面改性剂，开启高速混合机，转速3000r/min，时间30min，温度100℃。停止搅拌后得到表面改性的硅灰石。

测试与表征：红外光谱、接触角、顺丁橡胶力学性能、硫化性能及止滑性能。

改性效果：（1）红外光谱及接触角测试证明：硬脂酸与硅灰石表面羟基发生反应，使其疏水性明显提高。力学性能及硫化性能测试表明：相同用量下，添加改性硅灰石的BR复合材料拉伸强度和断裂伸长率明显提升，硫化速率变小。止滑性能测试结果表明：添加改性硅灰石可以使BR复合材料在冰面和油润滑玻璃表面的摩擦因数显著提高。扫描电子显微镜表征显示：未改性的硅灰石与橡胶间界面间隙清晰，而改性后的硅灰石与橡胶间界面间隙模糊。

（2）在本试验配方条件下，添加40份改性硅灰石的BR复合材料，其拉伸强度为10.77MPa，断裂伸长率为803%，油润滑玻璃表面和冰面摩擦因数达到了0.48，具有较好的力学性能和止滑性能。

配方6：Si-69偶联剂、十二胺（橡胶）

改性剂：Si-69偶联剂、十二胺。

改性方法：取待改性硅灰石放入混合机料筒中，将物料加热到试验温度后，开启搅拌，将改性剂逐渐加入试样中，开始计时，当时间达到改性时间时关闭搅拌，取出已改性硅灰石。

测试与表征：活化指数、接触角、红外光谱、天然橡胶复合材料力学性能。

改性效果：（1）Si-69偶联剂可以在硅灰石表面形成化学吸附，其改性硅灰石最佳条件为：药剂用量0.5%，改性时间60min，改性温度90℃。此条件下改性硅灰石活化指数为99.6%，接触角110.5°。

（2）十二胺在硅灰石表面以氢键吸附等物理吸附的方式存在，其改性硅灰石最佳条件为：药剂用量0.25%，改性时间10min，改性温度30℃。此条件下改性硅灰石活化指数为85.6%，接触角为61.5°。

（3）改性硅灰石对天然橡胶力学性能的提升效果优于未改性硅灰石，Si-69偶联剂、十二胺混合改性硅灰石对天然橡胶力学性能的提升效果更佳。

配方7：硅烷偶联剂KH-570、钛酸酯偶联剂JN-114对比（聚丙烯）

改性剂：硅烷偶联剂KH-570、钛酸酯偶联剂JN-114。

改性方法：将定量硅灰石加热到实验温度后加入表面改性剂，开启高速混合机反应一定时间后，停止搅拌得到表面改性的硅灰石。

测试与表征：活化指数、接触角、聚丙烯复合材料拉伸强度、弯曲强度与模量、冲击强度与熔体流动性。

改性效果：采用KH-570改性的最佳工艺：KH-570用量3.0%（w），常温，时间30min，此条件下得到的改性硅灰石活化指数95.45%，水接触角91.25°；采用JN-114改性的最佳工艺：JN-114用量1.0%（w），温度70℃，时间30min，此条件下得到的改性硅灰石活化指数98.16%，水接触角83.57°；KH-570与JN-114均以化学吸附作用于硅灰石表面。采用硅灰石填充聚丙烯，KH-570改性的硅灰石提高了聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲强度与模量，而JN-114改性的硅灰石能有效提高聚丙烯复合材料的冲击强度与熔体流动性。

配方8：硅烷偶联剂KH-550、KH-570、CG-212、大分子高活性硅烷JST-3G对比（ABS）

改性剂：硅烷偶联剂KH-550、KH-570、CG-212，大分子高活性硅烷JST-3G。

改性方法：称取5Kg干燥后的硅灰石加入到高速混合机中，先预混合一段时间，温度达到120-130℃后，加入乙醇稀释后的表面改性剂（改性剂的用量为硅灰石质量的1.5%），再搅拌改性20min，搅拌速度1250r/min；改性后经低速搅拌冷却出料。

测试与表征：吸油值、ABS复合材料性能。

改性效果：（1）经过硅烷改性剂处理后，硅灰石吸油值降低，其中，KH-570改性硅灰石的吸油值下降最为明显。

（2）经过偶联剂处理后，ABS/硅灰石复合材料力学性能都出现不同程度的变化，其中KH-550改性后的ABS/硅灰石复合材料综合力学性能最佳。

（3）经过偶联剂处理后，硅灰石在ABS中的分散性有所提高冲击性能高于未表面改性的ABS/硅灰石复合材料，冲击断面呈现韧性断裂。

（4）经过偶联剂处理后，ABS/硅灰石复合材料的热变形温度变化不大，但熔指显著提高，其中KH-550改性效果最佳。

配方9：硅烷偶联剂KH-550与硬脂酸复配（顺丁橡胶）

改性剂：硅烷偶联剂KH-550、硬脂酸SA。

改性方法：称取一定量的硅灰石粉，加入到水和乙醇混合溶液中，配置成45%的浆料；搅拌并升温，当体系温度达到60℃后，停止加热；加入一定量和相应比例的改性剂，继续反应。反应结束后冷却，抽滤出料，干燥得到表面包覆改性的硅灰石。

测试与表征：活化率、吸油值、界面接触角及红外光谱、顺丁橡胶复合材的性能。

改性效果：确定硅灰石的最佳改性条件为复合改性剂用量（质量分数）2%，KH-550与SA质量比1:1，反应温度60℃，改性时间45min。将改性后的硅灰石添加到顺丁橡胶中，研究表明，当改性硅灰石填充量为40份时，硅灰石/顺丁橡胶复合材料的力学性能最优，其拉伸强度为7.6MPa，扯断伸长率546%，撕裂强度4.7MPa。

配方10：硅烷偶联剂KH-570与硬脂酸复配（聚丙烯）