無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究

1、青島科技大學(xué)碩士學(xué)位論文無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究姓名：薛顏彬申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：高分子化學(xué)與物理指導(dǎo)教師：邱桂學(xué)20070610青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究摘要聚丙烯（）是一種綜合性能優(yōu)良、用途廣泛的通用塑料，作為通用塑料高性能化的首選材料，日益引起各研究領(lǐng)域和工業(yè)部門的重視。通過(guò)合理的增韌增強(qiáng)改性，普通的在很多應(yīng)用場(chǎng)合完全可以代替工程塑料本文采用空心玻璃微珠、納米高蛉土、納米仉等對(duì)進(jìn)行增強(qiáng)、增韌改性研究。分剮選用不同粒徑玻璃微珠與進(jìn)行熔融共混制得玻璃微珠復(fù)合材料。研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能、流動(dòng)性，同時(shí)考察了一凇的不同含量對(duì)

2、填充體系相容性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明未經(jīng)表面處理的玻璃微珠填充復(fù)合材料綜合力學(xué)性能下降，而經(jīng)偶聯(lián)劑處理的玻璃微珠的加入有效提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度，體系的流動(dòng)性得到改善，而沖擊強(qiáng)度下降不大。相同條件下，小粒徑玻璃微珠填充復(fù)合材料的綜合性能更好。作為玻璃微珠與的相容劑效果較為明顯，加入后，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度得到改善，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度也有一定的提高以納米高嶺土、納米如作為的增韌、增強(qiáng)改性劑，通過(guò)熔融共混的加工工藝制備了聚丙烯基無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合材料納米粒子與基體問(wèn)的界面作用以及納米粒子的良好分散是影響復(fù)合材料的力學(xué)性能的關(guān)鍵。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑表面處理的納米粒子填充，對(duì)復(fù)合材料起到了

3、既增強(qiáng)又增韌的目的，各項(xiàng)性能均得到了提高通過(guò)偏光顯微鏡觀察及分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)粒子在熔融冷卻過(guò)程中能起到明顯的結(jié)晶誘導(dǎo)作用，使得以在較高的溫度下結(jié)晶且使球晶尺寸變得細(xì)小而均勻；經(jīng)過(guò)合適的表面處理后，或是在允許的范圍內(nèi)提高用量，無(wú)機(jī)粒子對(duì)體系的這種結(jié)晶誘導(dǎo)作用將變得更加明顯，這正是無(wú)機(jī)粒子能對(duì)增強(qiáng)增韌的一個(gè)內(nèi)在原因。本文還研究了聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐（一札）、偶聯(lián)劑的種類及偶聯(lián)劑的用量對(duì)無(wú)機(jī)粒子填充體系的增容作用及復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。研究表明無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究對(duì)復(fù)合材料相容性有明顯改善效果，各方面力學(xué)性能均有提高。硅烷偶聯(lián)劑一對(duì)空心玻璃微珠、納米高嶺土、納米仉的表面處理效

4、果最好，并且硅烷偶聯(lián)劑用量是無(wú)機(jī)粒子質(zhì)量的時(shí)復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最佳。采用無(wú)機(jī)超細(xì)微粒增強(qiáng)增韌聚丙烯，當(dāng)玻璃微珠用量為份、納米粒子用量為份左右時(shí)體系具有較好的綜合力學(xué)性能。關(guān)鍵詞：聚丙烯無(wú)機(jī)粒子偶聯(lián)劑增強(qiáng)增韌復(fù)合材料重墨型墊查蘭堡塞竺蘭壘絲奎！，勰站，噸，鋤，行，卸，、玳，謝，無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究，塢，：青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文主要縮寫一覽表縮寫符號(hào)說(shuō)明英文說(shuō)明（）中文說(shuō)明聚丙烯嵌段共聚聚丙烯均聚聚丙烯玻璃微珠三元乙丙橡膠天然橡膠順丁橡膠乙烯一乙酸乙烯酯共聚物苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物苯乙烯一乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物聚烯烴彈性體低密度聚乙烯高密度聚乙烯熱塑

5、性聚氨酯聚對(duì)苯二甲酸丁二酯熱塑性聚烯烴彈性體熱塑性彈性體熱塑性硫化膠聚碳酸酯差式掃描量熱法熔體流動(dòng)速率掃描電子顯微鏡聲明獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。本人簽名；日期：年月日關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本學(xué)位論文作者完全了解青島科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并

6、向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)學(xué)?？梢詫W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，署名單位仍然為青島科技大學(xué)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)）本學(xué)位論文屬于：保密口，在年解密后適用于本聲明。不保密口。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“巾）本人簽名：槲日期：導(dǎo)師簽名：卵杠髻日期：工席月，日引言第一章文獻(xiàn)綜述聚丙?。ǎ┦俏宕笸ㄓ盟芰现?，其產(chǎn)量?jī)H次于和位居第三位。聚丙稀來(lái)源豐富，價(jià)格低廉：具有力學(xué)性能優(yōu)良，電絕緣性良好和耐應(yīng)力開(kāi)裂的優(yōu)點(diǎn)，

7、且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。聚丙烯成型加工容易，可用于注射、擠出和中空成型等多種方法，高效率地成型多種制品。隨著我國(guó)聚丙烯生產(chǎn)能力的不斷增加，產(chǎn)量也不斷增加。年我國(guó)聚丙烯產(chǎn)量只有萬(wàn)噸，年達(dá)到萬(wàn)噸，年產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率約為；年產(chǎn)量為萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)約，年產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率約為，預(yù)計(jì)到年。我國(guó)聚丙烯的總生產(chǎn)能力將超過(guò)萬(wàn)噸。盡管如此，由于國(guó)內(nèi)聚丙烯樹(shù)脂的市場(chǎng)應(yīng)用明顯偏向產(chǎn)品附加值較低的產(chǎn)品，而高附加值產(chǎn)品的占有量相對(duì)較小，這就導(dǎo)致了其不能滿足市場(chǎng)尤其是塑料制品業(yè)的迅速增長(zhǎng)的需要。雖然聚丙烯有許多優(yōu)點(diǎn)。但因聚丙烯是非極性聚合物，染色性、粘結(jié)性、抗靜電性、親水性等與其他極性聚合物和無(wú)機(jī)填料的相容性較差，耐低溫性能

8、和耐老化性能也較差，并且成型收縮率大，從而限制了聚丙烯作為某些目標(biāo)產(chǎn)品（包括注塑級(jí)、纖維級(jí)、薄膜級(jí)等）的原料或?qū)Ｓ昧系膽?yīng)用，因此需提高它的綜合性能，以便對(duì)進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。對(duì)改性同時(shí)也擴(kuò)大了其自身的應(yīng)用領(lǐng)域，人們可以得到性能好和廉價(jià)的原辯。因此，目前聚丙烯工業(yè)正朝著調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，增加新型高性能的品種、牌號(hào)，開(kāi)發(fā)以聚丙烯為基礎(chǔ)的合金材料，即大力研究開(kāi)發(fā)聚丙烯改性技術(shù)和改性聚丙烯產(chǎn)品促使聚丙烯向工程塑料及功能材料的方向發(fā)展。乜聚丙烯的分類由丙烯單體聚合麗成的聚合物稱為聚丙烯（，）；由丙烯單體或丙烯單體為主，與其它單體共聚而成的聚合物，稱為聚丙烯塑料。按分子結(jié)構(gòu)及組成的不同，聚丙

9、烯主要分為以下兩類：青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文）均聚聚丙烯：完全由丙烯單體聚合而成，按立體構(gòu)型的不同，可分為等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯和無(wú)規(guī)聚丙烯。目前工業(yè)上使用的均聚聚丙烯，其等規(guī)度一般為鏟，產(chǎn)量占均聚聚丙烯總量的，少量的間規(guī)、無(wú)規(guī)聚丙烯主要由聚合過(guò)程的副反應(yīng)產(chǎn)生因此，通常所說(shuō)的聚丙烯主要指等規(guī)均聚聚丙烯。）共聚聚丙烯：以丙烯單體為主，與其它單體共聚而成。通常采用丙烯與少量的乙烯進(jìn)行共聚。按共聚方式的不同，又可分成無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和接枝共聚聚丙烯。聚丙烯的傳統(tǒng)改性聚丙烯改性目的在聚丙烯應(yīng)用和成型過(guò)程，根據(jù)性能的基本要求進(jìn)行物理或化學(xué)改性，以求實(shí)現(xiàn)以下改性目的：）增韌改性：針對(duì)聚丙烯

10、室溫沖擊性能不高和低溫脆性大的缺陷，通過(guò)共聚或與聚乙烯、各類彈性體等進(jìn)行共混，重點(diǎn)提高其韌性）增強(qiáng)改性：通過(guò)填充改性在聚丙烯體系中加入玻纖、無(wú)機(jī)填料、晶須等增強(qiáng)改性劑，重點(diǎn)提高其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剛性及熱變形溫度等。）綜合改性：從增韌和增強(qiáng)兩方面入手，對(duì)聚丙烯進(jìn)行全面改性，力求其綜合性能達(dá)到或接近于工程塑料水平實(shí)現(xiàn)聚丙烯工程化應(yīng)用。）特殊改性：通過(guò)物理或化學(xué)方法對(duì)聚丙烯進(jìn)行特殊改性，以賦予其某些特殊性能：如阻燃性能、抗老化性能、印刷性能、粘結(jié)性能等。聚丙烯傳統(tǒng)改性途徑依據(jù)改性過(guò)程有無(wú)化學(xué)變化發(fā)生，聚丙烯傳統(tǒng)改性可以歸納為物理方法和化學(xué)方法兩大類：物理方法以機(jī)械物理手段為主，包括填充改性、共混

11、改性、增強(qiáng)改性、添加改性劑改性等?；瘜W(xué)改性過(guò)程材料間有各類化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，主要指共聚改性（無(wú)規(guī)、嵌段、接枝共聚）、交聯(lián)改性等。依據(jù)改性所處的階段，聚丙烯改性又可分為聚合改性和聚合后改性兩類。聚合改性在聚合釜中完成，聚合與改性同時(shí)進(jìn)行；聚合后改性是指在聚合完成后所進(jìn)行的各類改性。聚合改性）共聚改性以丙烯單體為主，引入其它單體進(jìn)行共聚，主要有：無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究（丙烯乙烯）無(wú)規(guī)共聚：以丙烯單體為主，采用生產(chǎn)等規(guī)聚丙烯的工藝路線和方法，使丙烯和乙烯混合氣體進(jìn)行共聚，即可制得乙烯丙烯無(wú)規(guī)共聚物，在共聚物中乙烯含量一般為乙烯單體的引入，破壞了分子主鏈的結(jié)構(gòu)規(guī)整性，使結(jié)晶能力下降

12、，當(dāng)含量為時(shí)幾乎完全為無(wú)定形。因此，與等規(guī)聚丙烯相比，無(wú)規(guī)共聚聚丙烯結(jié)晶度和熔點(diǎn)較低，具有良好的室溫沖擊強(qiáng)度和低溫沖擊性能，但其剛性、硬度、耐蠕變性能均要比均聚物低。乙烯丙烯無(wú)規(guī)共聚聚丙烯主要用于生產(chǎn)透明性和沖擊性能要求較高的薄膜、中空吹塑和注塑制品。丙烯乙烯嵌段共聚：嵌段共聚聚丙烯的生產(chǎn)可以在生產(chǎn)等規(guī)聚丙烯的工藝設(shè)備中進(jìn)行，共聚工藝有間歇法和連續(xù)法兩種。丙烯乙烯嵌段共聚聚丙烯具有與等規(guī)聚丙烯及高密度聚乙烯相似的高結(jié)晶度及相應(yīng)特性，其具體性能取決于乙烯含量、強(qiáng)度結(jié)構(gòu)、分子量大小及分布等。目前工業(yè)生產(chǎn)的共聚嵌段結(jié)構(gòu)主要有：末端嵌段共聚物以及聚丙烯、聚乙烯、末端嵌段共聚物三者的混合物。乙烯含量一般

13、為。丙烯乙烯嵌段共聚物既有較好的剛性，又有較好的低濕韌性接枝聚丙烯：聚丙烯接枝共聚物是在聚丙烯主鏈上接枝化學(xué)結(jié)構(gòu)與主鏈不同的大分子鏈段，以賦予聚合物優(yōu)良的特性。接枝聚丙烯的性能與接枝聚丙烯所用的聚丙烯種類、接枝鏈段種類及長(zhǎng)短和數(shù)量、接枝聚合物的分子量和分子量分布等有關(guān)。如接枝彈性鏈段可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度和低溫性能；接枝適當(dāng)?shù)臉O性基團(tuán)可以改善聚丙烯的粘接性能、染色性能、抗靜電性能等。）高結(jié)晶聚丙烯采用高活性、高性能催化體系進(jìn)行丙烯聚合，可以生產(chǎn)出立體規(guī)整程度和等規(guī)度更高的高結(jié)晶度，使的耐熱性和剛性大大提高，接近于通用工程塑料和。韓國(guó)化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的全同立構(gòu)新產(chǎn)品具有極好的沖擊強(qiáng)度、撓曲模量平衡

14、、高的流動(dòng)性以及良好的加工性能，可替代價(jià)格昂貴的工程塑料或增強(qiáng)。）催化合金美國(guó)公司發(fā)明成功催化合金技術(shù)。即以丙烯為主體，采用多種催化劑、多種單體和多個(gè)聚合反應(yīng)體系，制備具有多相結(jié)構(gòu)的綜合性能良好的聚合物。所采用的催化體系為具有特殊結(jié)構(gòu)的催化劑粒子。當(dāng)其引發(fā)丙烯進(jìn)行聚合時(shí)，除外部不斷形成和增長(zhǎng)聚合物外，其內(nèi)部多孔性結(jié)構(gòu)容許其它單體與丙烯進(jìn)行共聚這種新型的聚合物可以和、等工程塑料相貌美，能青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文直接用作汽車保險(xiǎn)杠。）茂金屬催化近年來(lái)，改性最令人鼓舞的成果之一是茂金屬催化的發(fā)展。所謂茂金屬催化體系是指以茂金屬（如鋯、鈦等）化合物為主催化劑、以路易斯酸化合物作為助催化劑所組成的催化

15、體系。由于茂金屬催化劑具有催化活性高、單體活性中心優(yōu)勢(shì)、單體選擇優(yōu)勢(shì)、立體選擇優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，聚合形成的在分子立體結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)上可發(fā)生很大的變化，從而使傳統(tǒng)的性能如耐溫、耐化學(xué)性能、剛性、加工性和透明性等均得到大幅度提高。茂金屬催化在短短幾年內(nèi)得以迅速發(fā)展，年世界茂金屬催化的總生產(chǎn)能力近。）成核公司采用可控結(jié)晶（）新技術(shù)生產(chǎn)了高成核。該技術(shù)是在聚合反應(yīng)釜內(nèi)增加催化劑和聚合工藝在釜內(nèi)就地成核。成核可提高硬度和結(jié)晶溫度，加快熔體的固化，從而縮短成型周期，此外還可提高透明性。）高熔體強(qiáng)度聚合改性可以制各高熔體強(qiáng)度。高熔體強(qiáng)度采用氣相聚合工藝，由兩臺(tái)聚合釜結(jié)合生產(chǎn)化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了高熔體強(qiáng)度新牌號(hào)，這種新

16、材料不僅在熔體強(qiáng)度上得到改善，而且還有較高的硬度和使用溫度，同時(shí)材料的韌性和柔性也得到了改善。）高流動(dòng)美國(guó)公司推出反應(yīng)器改性超高流動(dòng)共聚物新品種有四個(gè)品牌，即、和，前兩種熔體流動(dòng)速率高達(dá)，主要用于生產(chǎn)等薄壁制品。聚合后改性）填充改性填充改性是以聚丙烯為基體，將無(wú)機(jī)物（包括金屬、玻纖等）或有機(jī)填料（木纖維等）的細(xì)屑分散到聚丙烯基體中，以使聚丙烯性能得到改善或降低成本。嘲無(wú)機(jī)填料具有資源豐富、價(jià)格低廉、品種規(guī)格多種多樣、填充量大、毒性低、易混煉加工等特點(diǎn)此外。常需要添加各種助劑來(lái)賦予一些必備的性質(zhì)如耐候性、穩(wěn)定性、成核性、抗靜電性等。通常填充料無(wú)論是纖維、顆粒還是晶須形態(tài)，越細(xì)效果越好常用的填料有

17、滑石粉、云母、玻璃纖維、碳酸鈣等。填充改性的最初目的是降低成本，改進(jìn)耐磨、耐熱、耐火、耐老化性能。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)微粒填充到塑料中也可以起到增韌增強(qiáng)的作用，尤其是超微無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究細(xì)粒子的發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了無(wú)機(jī)微粒增韌增強(qiáng)塑料的研究和開(kāi)發(fā)“。填充聚丙烯是一種發(fā)展較快的熱塑性塑料。以美國(guó)為例，年需要量為，年為玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯年為，年為：礦物質(zhì)填充聚丙烯年為年為。日本增強(qiáng)聚丙烯制品聚丙烯樹(shù)脂消費(fèi)量年為，年為。從年代開(kāi)始，我國(guó)對(duì)填充聚丙烯開(kāi)始進(jìn)行研究特別是近幾年，對(duì)聚丙烯與增強(qiáng)劑的偶聯(lián)技術(shù)及生產(chǎn)工藝等方面作了大量的深入研究，并投入了批量的生產(chǎn)“為達(dá)到對(duì)增強(qiáng)增韌的

18、目的，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)“：的性能；無(wú)機(jī)填料的種類；填料粒度；與填料粒子的界面化學(xué)；成型工藝與設(shè)備。填充改性所用填料主要有兩種：橡膠或彈性體，可顯著增加的韌性，但同時(shí)卻不可避免地引起復(fù)合材料的模量、強(qiáng)度和熱變形溫度等性能下降。無(wú)機(jī)剛性粒子如碳酸鈣、滑石粉、云母等填充，可以達(dá)到增強(qiáng)增韌的目的。碳酸鈣或滑石粉填充的，耐熱性好、收縮率低、尺寸穩(wěn)定性好、硬度高。填充量高的，其熱性能、耐寒性、力學(xué)性能及加工性能等優(yōu)于純，但其光澤、韌性和斷裂伸長(zhǎng)率有明顯的降低云母增強(qiáng)不僅力學(xué)性能、熱性能、電絕緣性能有較大提高，并且彈性模量高，尺寸穩(wěn)定性好，某些場(chǎng)合下可代替由于所用的無(wú)機(jī)填料與聚丙烯間化學(xué)性質(zhì)差異較大，彼此間結(jié)

19、合力很弱，因此必須對(duì)其進(jìn)行表面處理。應(yīng)根據(jù)不同的填料種類選擇合適的表面處理劑，常用的有：鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸皂類等。）增強(qiáng)改性增強(qiáng)改性可以取代工程塑料，常用的增強(qiáng)材料有：玻璃纖維、石棉纖維、單晶纖維和鍍、硼、碳化硅纖維等；有時(shí)云母、滑石、硅灰石等異形粒子也可作增強(qiáng)材料用。玻纖增強(qiáng)：玻璃纖維（）是常用增強(qiáng)體，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究。玻纖的加入使得的結(jié)晶行為變得復(fù)雜研究認(rèn)為材料界面剪切強(qiáng)度和粘結(jié)性能不受基體形態(tài)的影響，冷卻產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和摩擦作用也不影響界面剪切強(qiáng)度，淬火試樣中界面剪切強(qiáng)度的提高是由于相無(wú)定形態(tài)的增加而提高了秸結(jié)性和潤(rùn)濕性：玻纖增強(qiáng)的結(jié)晶不受外加化學(xué)成核

20、劑的影響，玻纖起非均勻形核的作用在中加入馬來(lái)酸酐和引發(fā)劑。其與接枝物跟玻纖表面發(fā)生化學(xué)作用，促使玻纖表面形成樹(shù)脂包覆層從而提高復(fù)合材料的界面粘結(jié)強(qiáng)度，其機(jī)理可認(rèn)為是成型過(guò)程中樹(shù)脂冷卻收縮而產(chǎn)生界面應(yīng)力，通過(guò)對(duì)玻纖周圍基體的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶，界面應(yīng)力可誘導(dǎo)和促使以化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)于玻纖表面的青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文分子鏈與基體樹(shù)脂間產(chǎn)生牽連、取向，從而引起基體結(jié)晶形態(tài)的改變，形成玻纖表面微纖晶或串晶等結(jié)構(gòu)使應(yīng)力得到松弛，從而改善復(fù)合材料的韌性和耐熱性能所采用的玻纖有長(zhǎng)玻纖與短玻纖兩類。玻纖含量對(duì)增強(qiáng)材料的性能有很大的影響，當(dāng)含量低于時(shí)，力學(xué)性能隨含量增加呈正比例提高，當(dāng)含量高于以后，力學(xué)性能提高不再明顯

21、，加工流變性能開(kāi)始下降?？梢?jiàn)，玻纖含量應(yīng)控制在以內(nèi)在此比例范圍內(nèi)，聚丙烯的拉伸強(qiáng)度、剛性、硬度、低溫沖擊性能等均有大幅提高，負(fù)荷變形溫度接近于，制品收縮率小，尺寸穩(wěn)定性好，同時(shí)具有優(yōu)良的抗蠕變性能?？梢源婺承┕こ趟芰鲜褂谩樘岣卟＠w增強(qiáng)改性效果，首先應(yīng)對(duì)玻纖表面進(jìn)行表面處理，常用的表面處理劑為各種偶聯(lián)劑。其次也常對(duì)聚丙烯進(jìn)行必要的化學(xué)改性，即設(shè)法在聚丙烯分子主鏈上接枝帶有極性基團(tuán)的單體，或加入具有更強(qiáng)偶聯(lián)作用的帶雙官能團(tuán)的物質(zhì)，如三聚氰酸三烯丙酯、亞苯胺雙馬萊酰亞胺等晶須增強(qiáng)晶須是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型纖維狀增強(qiáng)材料。由于晶須近乎完全結(jié)晶，不含晶格缺陷，直徑極細(xì)，故力學(xué)強(qiáng)度高，是一種極高強(qiáng)

22、度的增強(qiáng)材料。其共同特點(diǎn)是具有良好的耐沖擊性能、耐熱性能、加工流交性能及漂亮的外觀。）共混改性高分子共混改性是利用溶劑溶度參數(shù)相近和反應(yīng)共混的原理在反應(yīng)器或螺桿擠出機(jī)中將兩種或兩種以上的聚合物材料及助劑在一定溫度下進(jìn)行機(jī)械摻混，形成一種宏觀上均相，微觀上分相的薪材料，這種共混物的性能主要取決于共混組分的相容性及其相對(duì)含量，分散相的尺寸及其分布尺寸以及兩項(xiàng)界面的相互作用。將聚丙烯與其他高聚物進(jìn)行物理共混，可以彌補(bǔ)聚丙烯某些性能的不足，很重要的一方面是對(duì)進(jìn)行共混增韌改性，以改善其沖擊韌性。共混增韌的種類目前常用的共混增韌體系有橡一塑共混體系、塑一塑共混體系、三元共混體系。添加各類彈性體，是增韌聚丙

23、烯的有效改性方法。常用的彈性體有乙丙橡膠（）、三元乙丙橡膠（）、等。利用彈性體對(duì)進(jìn)行增韌，其機(jī)理類似于體系，即通過(guò)改變結(jié)晶形狀，使球晶細(xì)化而達(dá)到增韌的目的。利用彈性體對(duì)進(jìn)行有效增韌改性的同時(shí)，同樣也帶來(lái)其它各項(xiàng)性能的下降：如拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、熱變形溫度、剛性等。熱塑性彈性體增韌聚丙烯主要是利用具有柔性鏈的彈性體與共混，使其插入大球晶內(nèi)，分割減少球晶尺寸，以改善沖擊性能。增韌機(jī)理符合傳統(tǒng)的“銀紋一剪切帶”無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究理論，可以簡(jiǎn)單概括為：彈性體以分散相形式分散于基體樹(shù)脂中，彈性體粒子之間存在一定的臨界厚度，受外力作用時(shí)，彈性體粒子成為應(yīng)力集中點(diǎn)，它在拉伸、壓縮

24、或沖擊作用下發(fā)生變形。共混增韌改性影響因素共混體系的增韌受多種因素的影響，與材料有關(guān)的因素主要有：彈性體的種類、分散狀態(tài)和結(jié)構(gòu)、的結(jié)晶行為、晶粒大小和結(jié)構(gòu)以及界面粘合等。為了提高彈性體改性的效果，可以提高彈性體和基體的相界面粘合。由增韌的機(jī)理可知，兩相間的界面狀態(tài)對(duì)韌性提高至關(guān)重要，顆粒和基體的脫粘、銀紋的產(chǎn)生的等都從界面開(kāi)始，良好的界面粘合有利于銀紋的產(chǎn)生，且有利于分散相和連續(xù)相產(chǎn)生增韌的協(xié)同效應(yīng)）混雜復(fù)合改性用無(wú)機(jī)粒子填充可以降低成本，但在中加入剛性粒子通常在提高材料剛性的同時(shí)降低了材料的韌性，填充量越高作用越顯著：反之，采用彈性體增韌即，提高了材料的韌性，剛性降低。為提高材料的綜合性能，

25、可采用彈性體性粒子共混復(fù)合辦法嘲將多種改性技術(shù)綜合起來(lái)運(yùn)用，提高塑料的綜合性能，此技術(shù)可稱為混雜復(fù)合改性經(jīng)表面處理的硫酸鈣晶須與基體樹(shù)脂共混制備出具有良好界面結(jié)構(gòu)的硫酸鈣晶須復(fù)合材料：在官能化基體中加入的和的硫酸鈣晶須，該材料具有均衡的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度“”。青島科技大學(xué)采用為主增韌劑、（苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物）為輔增韌劑、過(guò)氧化苯甲酞為交聯(lián)刺、滑石為填充劑制得滑石復(fù)合材料：當(dāng)各組分配比為時(shí)材料的性能為拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，彎曲強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度。，（）。等人“”在（乙丙烯彈性體）和（）中加入一定量（馬來(lái)酸酐接枝）來(lái)提高填料與基體樹(shù)脂間的界面粘結(jié)楊智明“”、許建南等人用碳酸鈣、

26、滑石或炭黑填充叫共混體系，提高材料的剛度。盧凌戈“”、錢慶榮”、等人以三元乙丙橡膠（）、粉狀聚丙烯、超細(xì)活性滑石粉為基本材奉事，采用動(dòng)態(tài)硫化法在單螺稈擠出機(jī)組上制備共混型熱塑性彈性體（），滑石添加量為時(shí)，綜合性能良好，成本降低。陸沖等人“”用作增韌劑、作增容劑、活性硅灰石作填充改性劑，制得了綜合性能，特別是沖擊強(qiáng)度高的高品質(zhì)復(fù)合材料。普通玻維材料盡管具有很高的剛性、硬度、拉伸強(qiáng)度，但沖擊強(qiáng)度很低；采用青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文體系，同時(shí)加入交聯(lián)劑，則可實(shí)現(xiàn)材料性能的增強(qiáng)，增韌、動(dòng)態(tài)交聯(lián)技術(shù)的協(xié)同作用，達(dá)到剛性與韌性的最佳匹配“哪為改善界面結(jié)合狀況，等人啷對(duì)仉體系用接枝，增加與的相容性；另方面，

27、先將與，在擠出機(jī)中共混形成核殼微觀結(jié)構(gòu)。此外，。，滑石?！钡润w系均有學(xué)者研究等人研究了、，三種粒子在中的協(xié)同效應(yīng)：二元系統(tǒng)為，三元系統(tǒng)為與，。）功能改性為可燃材科，分解溫度，起燃溫度，水平燃燒速度，氧指數(shù)實(shí)際應(yīng)用中需進(jìn)行阻燃改性。阻燃方法有五種腳：添加具有阻燃作用的無(wú)機(jī)填料如（）：和（），但只有添加量大（）時(shí)才具有明顯的阻燃功能，材料加工性及其它力學(xué)性能大幅度下降；添加阻燃劑如含磷、含鹵、含銻的化合物，用量少（左右），但阻燃持久性差且對(duì)成型設(shè)備有腐蝕；摻混高阻燃性樹(shù)脂；結(jié)構(gòu)阻燃化：膨脹型阻燃體系，由炭化劑、炭化促進(jìn)刺、發(fā)泡劑組成，如聚磷酸銨與蘭聚氯氨（用量：）填充即有明顯阻燃作用此外。還有抗紫

28、外老化改性周志明等人洲的研究表明。改性蒙脫土填充可以減少紫外輻射對(duì)材料力學(xué)性能的影響。等人研究了（）：填充的粘流特性：填料顆粒大小、形貌，表面是否改往等因素都將影響（）復(fù)合材科的粘流特性，鰱（）。顆粒越細(xì)，（）復(fù)合體系的動(dòng)態(tài)粘流性指數(shù)越大，硬酯酸鎂改性（）。比未改性（）：的動(dòng)態(tài)粘流性指數(shù)小等人帆”研究了不同形貌的微細(xì)（）。，所用三種填料的比表面積分別為、，長(zhǎng)徑比分別為、研究材料的模量與填料體積分?jǐn)?shù)、顆粒形狀之間的依賴關(guān)系，認(rèn)為臨界體積分?jǐn)?shù)的存在是由于填科團(tuán)聚影響填料在基體樹(shù)脂中的均勻分散所致，并解釋了模量隨溫度逐步降低的現(xiàn)象等人，研究了（），填充復(fù)合材料的塑性變形與斷裂的微觀機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，隨著

29、（），填料體積分?jǐn)?shù)中的增加，（），材料的性能在中處出現(xiàn)突變，以。為界分成兩個(gè)變化趨勢(shì)不同的區(qū)域：（中口為中口為。在中填料粒子周邊的聚合物變形與粒子的脫粘過(guò)程不相關(guān)聯(lián)，聚合物變形和粒子周邊細(xì)頸生長(zhǎng)在微觀上是異步進(jìn)行的，斷裂伸長(zhǎng)率隨填料粒徑的增大、體積分?jǐn)?shù)的增加而降低。在中，初始部分填料粒子表面的脫粘導(dǎo)致垂直于加載軸向的裂紋狀變形區(qū)無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究的形成，裂紋狀變形區(qū)的濃度由填料用量、相間作用強(qiáng)度及填料粒徑?jīng)Q定；填料粒子越細(xì)，裂紋狀變形區(qū)濃度越高，細(xì)顆粒填料材料則只形成短而細(xì)的頸而具有準(zhǔn)脆性的斷裂行為；與填料低填充量情況相反，填料粒徑增加反而使斷裂伸長(zhǎng)率提高。此時(shí)聚合

30、物變形和粒子周邊細(xì)頸生長(zhǎng)趨向同步屈服。）交聯(lián)改性交聯(lián)改性可以提高許多性能，如沖擊強(qiáng)度、耐熱性、剛性、耐蠕變性、耐油性、耐磨性等，同時(shí)還可減小尺寸收縮率。交聯(lián)有輻射交聯(lián)、有機(jī)過(guò)氧化物交聯(lián)和硅烷水解交聯(lián)三種，其中后者效果較好硅烷交聯(lián)已在日本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，日本三菱化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的乙烯基三甲氧基硅烷接枝水解交聯(lián)可代替，伽等工程塑料。）添加成核劑：在聚合系統(tǒng)外添加成核劑，是目前用以提高性能的最常用方法。成核劑可以提高的透明性，改善的外觀，同時(shí)還可提高的沖擊強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，在彈性體共混體系中加入成核劑，可以降低增韌劑的用量，較大幅度地提高沖擊性能和加工流變性能。無(wú)機(jī)粒子改性聚丙烯無(wú)機(jī)粒子的特性及種類無(wú)機(jī)

31、粒子填充聚合物不但能降低成本，提高剛度、硬度、模量、沖擊韌性和熱變形溫度，還可賦予材料新功能，起到既增強(qiáng)增韌又功能改性的雙重作用。無(wú)機(jī)粒子填充聚合物材料近年來(lái)研究的較多刪。復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性依賴于填料粒子的粒徑和形狀，與粒子充填量、粒子與基體間的界面粘結(jié)強(qiáng)度以及粒子和基體自身的性質(zhì)有關(guān)。目前，常用于改性的無(wú)機(jī)粒子體系有：納米或微米級(jí)，、有機(jī)鈣鹽、方解石、滑石粉等。其中滑石粉幾乎是所有無(wú)機(jī)粒子填料中用量最多的一種，有時(shí)也用作彈性體增韌時(shí)的輔助增韌劑當(dāng)所用滑石粉的質(zhì)量、粒度和含水量適易對(duì)，再加上恰當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑及表面處理工藝，就可在增韌中顯示出巨大的魅力。中科院化學(xué)所在滑石粉填充改性復(fù)合材料的研制方

32、面作了較多的研究。仉與滑石粉一樣具有片狀結(jié)構(gòu)其填充的復(fù)合材料兼有高填充量、高韌性等特點(diǎn)王德禧研制的。復(fù)合材料在填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)時(shí)，仍能保青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文持超高伸長(zhǎng)率和超高韌性。由于基體本身的非極性，在可用于填充的幾種無(wú)機(jī)粒子中，極性相對(duì)較弱者可取得較好的改性效果。隨體系組分不同、無(wú)機(jī)粒子種類不同，得到的效果也有差異例如滑石粉改性，除了增強(qiáng)外，也可得到其它性能的改善。而石璞等”則最新發(fā)現(xiàn)：二氧化硅改性，晶粒變小，結(jié)晶度卻比純略大，沖擊強(qiáng)度大大提高，拉伸強(qiáng)度也有所提高，實(shí)現(xiàn)了二氧化硅改性的同時(shí)增韌增強(qiáng)。粘土主要包括高嶺土、滑石、膨潤(rùn)土、云母等，也屬于無(wú)機(jī)剛性粒子。目前研究較多并具有實(shí)際應(yīng)用

33、前景的是：型層狀硅酸鹽粘土，如鈉基和鋰基蒙脫土、海泡石等將粘土以納米尺度分散于基體中可以充分發(fā)揮粘土納米粒子與基體各自的特性，制備出性能優(yōu)異的粘土納米復(fù)合材料。該復(fù)合材料因具有粘土用量少（就可使材料力學(xué)性能大大提高）、制品表面光潔（因填料顆粒?。?、熱變形溫度高、對(duì)溶劑和氣體分子阻隔性好（由于粘土粒子的各相異性的片狀形態(tài)及高度一致的結(jié)構(gòu)）、抗靜電性、阻燃性、低應(yīng)力條件下的尺寸穩(wěn)定性和化學(xué)修飾性好、力學(xué)性能能夠在再生中得到提高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用云母改性材料具有高剛性、高耐熱性、高穩(wěn)定性、低收縮率和尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，多用作汽車和音響的部件材料云母與之間的偶聯(lián)作用是影響云母填充材料的主要因素之一。與傳

34、統(tǒng)的聚合物納米復(fù)合材料制備方法不同粘土復(fù)合材料的制備方法有聚合物溶液插層復(fù)合法、單體插層原位聚合復(fù)合法等。而聚合物熔體插層復(fù)合法是將改性丙烯齊聚物與熔融共混，得到完全剝離并均勻分散的粘土聚丙烯復(fù)合物。這是最新發(fā)展起來(lái)的一種復(fù)合材料制各方法。具有不需有機(jī)溶劑、工藝簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。為了改善粘土在中的分散性，需要在插層之前用有機(jī)陽(yáng)離子對(duì)粘土礦物進(jìn)行改性。美國(guó)的大學(xué)、大學(xué)、日本豐田研究發(fā)展中心和中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所等在實(shí)驗(yàn)室已制各出了粘土納米復(fù)合材料，并對(duì)此進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究”。無(wú)機(jī)粒子的增韌增強(qiáng)機(jī)理無(wú)機(jī)粒子在塑料中的增韌增強(qiáng)作用機(jī)理研究尚不完善，一般認(rèn)為，增韌增強(qiáng)作用機(jī)理包括以下個(gè)方

35、面”：（）剛性無(wú)機(jī)粒子的存在產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)。易引發(fā)周圍樹(shù)脂產(chǎn)生微開(kāi)裂，吸收一定變形功隨著填料的細(xì)微化，無(wú)機(jī)粒子的比表面積增大，因而填料與基體接觸面積增大，材料受沖擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更多的微開(kāi)裂，吸收更多的沖擊能。無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究但填料用量不能過(guò)大，無(wú)機(jī)粒子過(guò)于接近，微裂紋易發(fā)展成宏觀裂紋，性能變差。（）無(wú)機(jī)粒子引發(fā)的損傷消耗大量的應(yīng)變能。消耗應(yīng)變能的損傷有基體和無(wú)機(jī)粒子的變形，銀紋與開(kāi)裂，孔洞的形成與張大，界面脫粘等。其中，剪切帶和銀紋是最有效的耗能機(jī)制。粒子的存在，使其周圍基體的應(yīng)變場(chǎng)變得很不均勻，為引發(fā)各種類型的細(xì)觀損傷準(zhǔn)備了條件。根據(jù)研究分析，在與拉應(yīng)力平行的微

36、球的兩極首先發(fā)生界面脫粘或銀紋，在與拉應(yīng)力成度時(shí)首先發(fā)生剪切屈服，所以用無(wú)機(jī)剛性粒子填充可以取得增韌效果。但剛性粒子引發(fā)銀紋或剪切帶的能力還遠(yuǎn)不如彈性粒子。（）無(wú)機(jī)剛性粒子在塑料基體中阻滯裂紋的擴(kuò)展，一般是通過(guò)以下兩種機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。其一為鈍化機(jī)制。即裂紋尖端因粒子周圍的脫粘（形成孔洞）而鈍化。其二為釘扎機(jī)制。即較剛硬的第二相粒子及其周圍的強(qiáng)化效應(yīng)，使裂紋難以順利通過(guò)。根據(jù)以上分析，具有良好界面粘結(jié)的剛性粒子具有較高的“釘扎”效應(yīng)。也有人認(rèn)為當(dāng)裂紋無(wú)法貫穿剛性粒子而繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，將被迫轉(zhuǎn)彎而成弓形，在此情況下材料的臨界能量釋放率將有所提高，材料破壞則需要更多的能量，結(jié)果使材料變韌。（）當(dāng)無(wú)機(jī)粒子和基

37、體界面粘結(jié)良好時(shí)，由于偶聯(lián)荊的偶聯(lián)作用，體系形成了網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)果使整個(gè)體系連成了一個(gè)整體，有利于應(yīng)力的均化和傳遞，從而使材料變韌。（）在復(fù)合體系相界面粘結(jié)牢固的情況下，試樣熔體成型冷卻過(guò)程中。因基體和填料不同的收縮率而產(chǎn)生了界面應(yīng)力，可干擾結(jié)晶性基體中球晶的生長(zhǎng)環(huán)境，并誘導(dǎo)填料基質(zhì)周圍基體樹(shù)脂的結(jié)晶，促使試樣形成由伸展鏈晶體所組成的界面過(guò)渡區(qū)域。各伸展鏈晶體相互貫穿，形成了以無(wú)機(jī)粒子為中心的伸展鏈晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在應(yīng)力的作用下，由于伸展鏈晶體的方向性，一方面引發(fā)大量的微裂紋，但同時(shí)也限制其擴(kuò)展，另一方面，平行于受力方向的伸展鏈晶體層可相互滑移，產(chǎn)生了塑性變形。以上這兩方面都吸收大量的沖擊能，結(jié)

38、果使材料變韌?？傊?，用無(wú)機(jī)粒子增韌改性聚合物必須要求兩相界面粘結(jié)良好，無(wú)機(jī)粒子在基體中均勻分散，這樣才能達(dá)到一定的增韌效果。影響填充增韌效果的因素填料的粒徑大小影響填充增韌效果。眾多的研究結(jié)果表明，只有超細(xì)的無(wú)機(jī)填料才能對(duì)塑料基體進(jìn)行增韌。因?yàn)樾×降臒o(wú)機(jī)粒子的表面缺陷少，非配青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文對(duì)原子多，比表面積大，與聚合物發(fā)生物理或化學(xué)結(jié)合的可能性大，無(wú)機(jī)粒子與基體間的界面粘結(jié)可以承受更大的載荷，從而達(dá)到既增強(qiáng)又增韌的目的無(wú)機(jī)粒子的存在還會(huì)影響到的結(jié)晶行為，進(jìn)而對(duì)改性的性能發(fā)生影響。朱靜對(duì)云母填充進(jìn)行等溫（）結(jié)晶和非等溫（）結(jié)晶實(shí)驗(yàn)表明：云母在全同立構(gòu)聚丙烯（）成核速度提高，結(jié)晶速率

39、加快，晶粒變小，晶粒分布變窄，改善了材料的力學(xué)性能。“研究認(rèn)為，滑石粉在填充中也具有成核作用。根據(jù)異相成核理論，成核劑通過(guò)改變的結(jié)晶行為，促使晶粒變細(xì)，結(jié)晶形態(tài)得到控制，晶粒界面間的不完善區(qū)域和放射狀空隙減少，從而增加屈服強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和硬度等。影響增韌的幾個(gè)主要因素有：（）基體韌性剛性粒子對(duì)聚合物的增韌是通過(guò)促進(jìn)基體發(fā)生屈服和塑性變形吸收能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而要求基體有一定的初始韌性，即具有一定的塑性變形能力。因此，一般而言，聚合物基體的初始韌性越大，則增韌的效果越明顯“同時(shí)，要得到良好的增韌效果，至少應(yīng)滿足被增韌基體具有一定的強(qiáng)度及一定的強(qiáng)韌比。（）界面粘結(jié)性在拉伸作用下，易屈服而產(chǎn)生冷拉效應(yīng)

40、，會(huì)在赤道面上產(chǎn)生強(qiáng)的應(yīng)力。此時(shí)，基體與分散相界面必須有良好的粘結(jié)力以滿足應(yīng)力傳遞。如果分散相粒子從界面拉脫，就會(huì)在基體中產(chǎn)生缺陷。從而破壞作用于的三維應(yīng)力場(chǎng)，使增韌的效果不佳，因而需要分散相粒子與連續(xù)相有較強(qiáng)的界面粘結(jié)力。而對(duì)于斷裂韌性，在形成的裂尖損傷區(qū)內(nèi)分散相承受三維張力，促使損傷區(qū)內(nèi)分散相顆粒從界面上脫粘，形成空洞化損傷，從而釋放裂尖前沿區(qū)域的三維張力，解除了平面約束，使基體產(chǎn)生剪切屈服形變，吸收能量而得以增韌，所以要求有較低的界面粘結(jié)力，以利于空洞化的形成。對(duì)于而言，對(duì)其進(jìn)行表面處理，表面處理劑會(huì)在基體與填料之間形成一個(gè)彈性過(guò)渡層，可以有效傳遞和松弛界面上的應(yīng)力，更好地吸收和分散外界

41、沖擊能，從而提高體系韌性。因此通過(guò)加入相容劑來(lái)改善剛性無(wú)機(jī)粒子一聚合物的界面粘結(jié)，使體系韌性提高是增韌的一個(gè)有效途徑。（）粒子大小及用量一般使用的大粒徑粒子易在基體內(nèi)形成缺陷，盡管能提高體系硬度和剛度，卻損害了強(qiáng)度和韌性。隨著粒子粒徑變小，粒子的比表面能增大，非配對(duì)原子增多，與聚合物發(fā)生物理和化學(xué)結(jié)合的可能性增大，粒子與基體之間接觸界面無(wú)機(jī)超細(xì)粒子改性聚丙烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究增大，材料在受到?jīng)_擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的微裂紋和塑性變形，從而吸收更多的沖擊能，具有增韌增強(qiáng)的可能但粒徑過(guò)小，顆粒間作用過(guò)強(qiáng)也不利于增韌。為此，需用偶聯(lián)劑處理填料表面，改善界面粘結(jié)，保證填料在基體中均勻分散。剛性粒子的加入

42、量存在一最佳值：如果填充量太小，分散濃度過(guò)低，則吸收的塑性形變能將會(huì)很小，這時(shí)承擔(dān)和分散應(yīng)力的主要是基體，因而起不到明顯的增韌作用。隨著粒子含量增大，共混體系的沖擊強(qiáng)度不斷提高。但當(dāng)填料加入量達(dá)到某一臨界值時(shí)，粒子之間過(guò)于接近材料受沖擊時(shí)產(chǎn)生微裂紋和塑性變形太大，幾乎發(fā)展成為宏觀應(yīng)力開(kāi)裂，使沖擊性能下降。（）粒間基帶厚度當(dāng)粒間基帶厚度小于臨界基帶厚度時(shí)，在相對(duì)小的應(yīng)力下，基體產(chǎn)生空化以及大量的局部銀紋，強(qiáng)迫基體塑性變形的三維張力能夠通過(guò)空化而釋放，圍繞一個(gè)粒子周圍的應(yīng)力場(chǎng)已不再是簡(jiǎn)單的增加，而是明顯地相互作用，這就導(dǎo)致增強(qiáng)基體的屈服。擴(kuò)大了粒子間基體的塑性變形，從而使體系韌性得以提高。（）分散

43、相模量對(duì)于模量較大的剛性粒子而言，只有當(dāng)分散相的屈服應(yīng)力與分散相和基質(zhì)問(wèn)的界面粘結(jié)接近，分散相能隨著基質(zhì)形變而被迫形變，分散相方可吸收大量的能量而起到較好的增韌作用，模量太小或太大都不利于體系韌性的提高。影響剛性粒子增韌體系沖擊強(qiáng)度的因素不止以上幾種，而且各因素也并非是獨(dú)立作用的。因此，在研究增韌效果的影響因素時(shí)不能只考慮單獨(dú)的幾個(gè)因素，而應(yīng)整體分析。無(wú)機(jī)納米粒子改性聚丙烯納米復(fù)合材料性能及技術(shù)簡(jiǎn)介納米材料是世紀(jì)年代發(fā)展起來(lái)的新型材料。納米粒子粒徑一般小于，具有比表面積大，空隙率大和表面能很高的特點(diǎn)，由于晶粒細(xì)小，使其晶界上的原子數(shù)多于晶粒內(nèi)部的。即產(chǎn)生高濃度晶界，因而使納米材料具有許多不同于一般粗晶材料的性能由于納米材料的這種特殊結(jié)構(gòu)，使其具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)、和宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊效應(yīng)。將納米粒子加入到聚合物中進(jìn)行共混改性時(shí)，納米粒子不僅能使聚合物的強(qiáng)度、剛性、韌性得到明顯改善。而且由于其尺寸小、透光率好，可以提高聚合物的透光性、防水性、阻隔性、耐熱性及抗老化性等功能特性如：將納米青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文材料加入塑料中可以使塑料變得很致密，材料后薄膜不但透明度得到增強(qiáng)，韌性、善無(wú)機(jī)納米粒子的特性