中空微珠填充聚合物復(fù)合材料的界面設(shè)計(jì)及其對(duì)結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、影響無機(jī)填料填充聚合物復(fù)合材料性能的因素很多，其中界面粘結(jié)效果無疑是最重要的因素之一。界面是增強(qiáng)相和基體相之間連接的紐帶，也是應(yīng)力及其它信息傳遞的橋梁。因此在無機(jī)粒子填充聚合物復(fù)合材料的研究領(lǐng)域中，改進(jìn)界面相容性一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)中空玻璃微珠(HGM)填充的聚丙烯與硅橡膠復(fù)合材料的界面進(jìn)行了優(yōu)化與設(shè)計(jì)，并探討了界面設(shè)計(jì)對(duì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)與性能的影響。
　　 在HGM填充的聚丙烯復(fù)合材料(PP/HGM)中引入了馬來酸酐接枝的乙

2、烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)作為增韌劑和相容劑，研究了彈性體包覆中空微珠改性聚丙烯的結(jié)構(gòu)與性能。結(jié)果表明，POE-g-MAH改善了PP/HGM復(fù)合材料的界面粘接，除此之外，HGM表面的氨基化處理也將影響三相復(fù)合材料最終的微觀相結(jié)構(gòu)。與未經(jīng)處理的HGM相比，經(jīng)表面氨基化處理的HGM負(fù)載有很多活性氨基，在熔融共混的過程中能夠與POE-g-MAH發(fā)生酰胺化反應(yīng)，增強(qiáng)了界面粘合力，在HGM與基體之間形成了牢固的彈性體界面層，最終產(chǎn)生了核

3、-殼型的微觀相結(jié)構(gòu)。熱性能的分析結(jié)果表明，HGM被彈性體界面層包覆之后，其在結(jié)晶過程中的成核活性被彈性體界面層所抑制，結(jié)晶度也有明顯的下降。力學(xué)性能測(cè)試的結(jié)果表明，彈性體界面層包覆于HGM表層的核-殼型微觀相結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能是非常有益的。非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的分析結(jié)果表明，HGM被彈性體包覆形成的“大顆粒粒子”能夠降低PP晶體的生長(zhǎng)速率，明顯改變了PP晶體的成核和生長(zhǎng)機(jī)理，使結(jié)晶擴(kuò)散活化能明顯增加。
　　 以未處理及經(jīng)稀土元

4、素處理的HGM填充甲基乙烯基硅橡膠(VMQ)制備了硅橡膠基阻尼材料，研究了HGM的表面稀土元素處理對(duì)硅橡膠基阻尼材料的界面粘結(jié)、拉伸強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。掃描電鏡與力學(xué)性能測(cè)試的結(jié)果表明，HGM經(jīng)稀土元素溶液處理后使得界面相容性得到改善，并導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度得到了提高。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試的結(jié)果表面，在VMQ中添加中空玻璃微珠對(duì)其tanδ的峰值有較大影響：添加未處理的HGM后，其tanδ峰值大約增大了18.2％；而添加經(jīng)稀土元素處理后的HGM