相容劑在聚合物復合材料領域至關重要。它們可提高（1）聚合物與填料或增強劑之間的相容性；（2）填料或增強劑在基質中的分散性。典型的相容劑含有兩性基團，它可通過物理作用或化學反應與不同極性的兩種材料連接，增強兩種材料的界面粘附性并形成穩定結構，最終使連續相兼容。常用的連續相材料為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。熱塑性樹脂環境友好，加熱可達熔點，冷卻即恢復。熱固性樹脂，如高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）是典型的連續相材料。HDPE聚合物的結晶度高（60-80%）、熔點高（135℃），可通過支化聚乙烯與共單體聚合獲得。HDPE的長鏈和短鏈數量非常少（每1000個碳原子<2個甲基）。一般填料組分（相容劑和填料）和樹脂通過熔融混合制備復合材料。目前，常用的無機填料有CaCO3、二氧化硅、云母等。由于廉價、使用方便、白度好、性能好、可提高材料的拉伸強度、拉伸模量和韌性，CaCO3是制備聚合物復合材料時使用最多的填料。加入CaCO3不僅可提高材料的力學性能，也可提高熔化熱、結晶度、成核過程以及硬度。通過控制CaCO3的用量和冷卻過程可獲得結晶度適合的材料來制備透明的塑料產品，如透明薄膜和電器外殼。

由于上述原因，大多數業內公司都采用CaCO3作為填料，并添加相容劑以降低HDPE復合材料的制備總成本。增容劑的選擇和用量是影響復合材料性能的重要因素，合適的增容劑用量可提高復合材料的性能。當CaCO3含量較低時，小分子增容劑，如鈦酸酯和鋁酸酯耦合劑是有效的，但當CaCO3含量較高時（40 wt%），這些小分子耦合劑的效果并不明顯。大分子相容劑，如接枝馬來酸酐的聚烯烴樹脂、接枝丙烯酸的聚烯烴樹脂雖然能適度的提高樹脂和填料的相容性，但需加入5-8wt%才有效果，且這些相容劑會降低材料的熱形變溫度，最終導致不必要的交聯和復合材料降解。另外，上述兩種相容劑都是合成的，不利于綠色環境的發展。因此，使用綠色和可再生資源做原材料合成相容性好、可顯著提高復合材料性能的相容劑是當前的研究方向。環氧大豆油（ESO）是大豆油經環氧化反應而得到的一種可再生資源。ESO分子鏈中含有4-6個環氧基團，在適當條件下可發生開環反應。

桂林科技大學、曙光橡膠工業研究設計院的陸紹榮教授等用ESO、絲氨醇、縮水甘油作為原料，合成了新型綠色相容劑ESO-g-HPG，并用其提高HDPE與CaCO3的相容性。研究結果表明，經ESO-g-HPG改性的CaCO3可有效強化CaCO3/HDPE的力學性能。相比于不添加ESO-g-HPG的CaCO3/HDPE復合材料，添加1wt%（根據CaCO3的重量計算）ESO-g-HPG和30wt% CaCO3的復合材料，其拉伸強度和抗沖擊強度分別提高了33.5%和25.7%。加入40wt%的CaCO3，拉伸強度和抗沖擊強度提高26.4%和800.8%。相比于市售相容劑TA 1618，所得新型相容劑對提高復合材料力學性能的效果更為顯著，這是由于ESO-g-s-HPG提供了更好的界面相容性。SEM測試表明，ESO-g-s-HPG能有效減小CaCO3和HDPE界面區域的間隙尺寸。分子動力學模擬說明，通過抑制填料聚集，ESO-g-s-HPG的超支化結構可顯著強化填料和聚合物之間的相互作用。超支化相容劑可形成橋接的NP連接以保持拉伸時復合材料的強度。ESO-g-s-HPG還可提高CaCO3/HDPE復合材料的熱性能。

文獻來源：Hua Zhou , Liangdong Ye , Shanrong Li , Ziwei Li**, Zhouqiao Wei , Zhiyi Huang*** , Shaorong Lu* , Dongming Chen, Zuocai Zhang, Yuqi Li. Composites Science and Technology 2022, 219, 109251.