PA6-EPDM-nano-CaCO-,3-三元復合材料中沙袋結構的構建及其增韌機理的研究.pdf

1、聚合物/彈性體/無機剛性粒子三元復合材料由于綜合性能優(yōu)越倍受關注。本論文分別采用以PA6為基體，EPDM和EPDM-g-MAH的復配共混物為彈性體，nano-CaCO3為無機剛性粒子，研究EPDM和nano-CaCO3協(xié)同增韌增強PA6三元復合材料的形態(tài)與性能的關系，為制備高韌性的PA6三元復合材料的開發(fā)和應用作了理論鋪墊，并進一步探索了PA6/彈性體/無機剛性粒子三元復合材料的增韌機理。主要的研究成果有： 1、考察了二種共混工

2、藝對PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復合形態(tài)與性能的影響：（1）一步法工藝：PA6、EPDM、nano-CaCO3一起熔融共混；（2）二步法工藝：EPDM先與nano-CaCO3塑化制得母料、母料與PA6熔融共混。結果表明：一步法的nano-CaCO3粒子主要分散于基體PA6中。二步法工藝中主要以彈性體包覆nano-CaCO3形成“沙袋結構”分散于PA6中，且“沙袋結構”粒子分布均勻，分散良好。力學性能和WEF性能測試表明：“

3、沙袋結構”粒子賦予了復合材料良好的沖擊韌性和斷裂韌性。 2、研究了組分界面性能對PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復合形態(tài)與性能的影響。通過調節(jié)EPDM-g-MAH/EPDM復配比例以及nano-CaCO3表面處理，調控各相間的界面粘接性能對PA6三元復合材料形態(tài)及性能的影響。結果表明，只有當EPDM-g-MAH在彈性體相含量為80wt％，并且采用硬脂酸或NDZ105表面處理nano-CaCO3時，PA6/EPDM/na

4、no-CaCO3三元復合材料才能形成分散良好，分布均勻的“沙袋結構”分散相形態(tài)。 3、研究了加工工藝對PA6三元復合材料的形態(tài)及性能的影響，發(fā)現“沙袋結構”分散相形態(tài)的形成需要比較苛刻的加工工藝條件。同時進一步驗證了“沙袋結構”分散相形態(tài)對材料力學性能的重要影響。納米碳酸鈣或其團聚體與彈性體形成“沙袋結構”后，可以消除團聚對材料韌性的劣化，并在一定程度上通過團聚體變形吸收能量，提高了增韌效果。 4、探討了PA6/EPDM

5、/nano-CaCO3三元復合材料中“沙袋結構”分散相形態(tài)對韌性的影響及其增韌機理。首次提出了沙袋結構“成纖”斷裂機制：在水平沖擊應力作用下，EPDM與包覆其中的nano-CaCO3團聚體發(fā)生協(xié)同拉伸變形而導致沙袋粒子發(fā)生整體拉伸形變。由于PA6基體中的沙袋結構分散體的殼（EPDM-g-MAH分子鏈）與基體分子鏈反應形成共價鍵，可以和基體分子鏈一起塑性流動，彈性體與基體間的作用力大于與無機剛性粒子的作用力。在沖擊條件下，nano-CaC