硫酸钡是重要的无机化工原料。它不仅具有良好的光学性质和化学稳定性,而且具有特殊的体积、量子尺寸和界面效应。因此,它已广泛应用于涂料、塑料、纸张、橡胶、油墨和颜料等领域。纳米硫酸钡具有比表面积大、活性高、分散性好等优点。当应用于复合材料时,它可以显示出优异的性能。通过在聚合物中添加纳米硫酸钡以获得高强度和高韧性的复合材料,塑料工业受到越来越多的关注。例如,硫酸钡可以添加到聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、聚四氟乙烯(PTFE)等材料中,尤其是硫酸钡经过表面改性后,其力学性能得到了显著改善,对于大多数聚合物复合材料,随着改性剂用量的增加,复合材料的强度和韧性先增大后减小。这是因为过量的用量会导致纳米硫酸钡表面发生多层物理吸附,在聚合物中严重团聚,影响复合材料的力学性能,使无机填料的优良特性难以发挥;如果改性剂的用量较小,纳米硫酸钡与聚合物之间的界面缺陷会增加,导致复合材料的力学性能降低。
此外,上述表面改性剂的用量对复合材料的力学性能有很大影响,硫酸钡的含量也是一个重要因素。这是因为纳米硫酸钡的强度非常高。将其添加到复合材料中可以起到承重作用,从而产生一定的加固效果。但是,当纳米硫酸钡含量过高(大于4%)时,由于纳米硫酸钡在复合材料中的团聚和无机粒子的加入,基体缺陷增多,使复合材料更容易断裂,导致复合材料力学性能恶化。因此,硫酸钡的添加量必须在其适当的机械性能中进行。