PA6-EPDM-nano-CaCO-,3-三元復(fù)合材料中沙袋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其增韌機(jī)理的研究.pdf

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

2、藝對(duì)PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復(fù)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(jié)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(jié)構(gòu)”分散于PA6中，且“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子分布均勻，分散良好。力學(xué)性能和WEF性能測(cè)試表明：“

3、沙袋結(jié)構(gòu)”粒子賦予了復(fù)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(duì)PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復(fù)合形態(tài)與性能的影響。通過調(diào)節(jié)EPDM-g-MAH/EPDM復(fù)配比例以及nano-CaCO3表面處理，調(diào)控各相間的界面粘接性能對(duì)PA6三元復(fù)合材料形態(tài)及性能的影響。結(jié)果表明，只有當(dāng)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(shí)，PA6/EPDM/na

4、no-CaCO3三元復(fù)合材料才能形成分散良好，分布均勻的“沙袋結(jié)構(gòu)”分散相形態(tài)。 3、研究了加工工藝對(duì)PA6三元復(fù)合材料的形態(tài)及性能的影響，發(fā)現(xiàn)“沙袋結(jié)構(gòu)”分散相形態(tài)的形成需要比較苛刻的加工工藝條件。同時(shí)進(jìn)一步驗(yàn)證了“沙袋結(jié)構(gòu)”分散相形態(tài)對(duì)材料力學(xué)性能的重要影響。納米碳酸鈣或其團(tuán)聚體與彈性體形成“沙袋結(jié)構(gòu)”后，可以消除團(tuán)聚對(duì)材料韌性的劣化，并在一定程度上通過團(tuán)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(fù)合材料中“沙袋結(jié)構(gòu)”分散相形態(tài)對(duì)韌性的影響及其增韌機(jī)理。首次提出了沙袋結(jié)構(gòu)“成纖”斷裂機(jī)制：在水平?jīng)_擊應(yīng)力作用下，EPDM與包覆其中的nano-CaCO3團(tuán)聚體發(fā)生協(xié)同拉伸變形而導(dǎo)致沙袋粒子發(fā)生整體拉伸形變。由于PA6基體中的沙袋結(jié)構(gòu)分散體的殼（EPDM-g-MAH分子鏈）與基體分子鏈反應(yīng)形成共價(jià)鍵，可以和基體分子鏈一起塑性流動(dòng)，彈性體與基體間的作用力大于與無機(jī)剛性粒子的作用力。在沖擊條件下，nano-CaC