以滑石粉（Talc）填充聚丙烯（PP）為研究對(duì)象,引入了兩種不同結(jié)構(gòu)的酰胺類極性潤(rùn)滑劑,其結(jié)構(gòu)分別為AB （A代表極性錨固基團(tuán);B代表長(zhǎng)支鏈或直鏈烷烴）型和BAB型,考察了兩者對(duì)PP/Talc復(fù)合材料力學(xué)性能和流變行為的影響,同時(shí)借助儀器化沖擊,著重研究了極性潤(rùn)滑劑對(duì)材料沖擊過(guò)程中裂紋產(chǎn)生功和裂紋擴(kuò)展功的影響。結(jié)果表明,潤(rùn)滑劑的引入對(duì)流變行為影響較小,隨著潤(rùn)滑劑添加量的增加,復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率有所提高,加工性能改善,彎曲彈性模量和斷裂伸長(zhǎng)率有小幅度升高。BAB型潤(rùn)滑劑對(duì)PP/Talc復(fù)合材料具有更優(yōu)異的增韌作用,實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)低溫（0℃）缺口沖擊強(qiáng)度最高提高了35%,沖擊韌性提升主要得益于裂紋擴(kuò)展功的增加。此外,掃描電子顯微鏡結(jié)果顯示,BAB潤(rùn)滑劑的引入有利于改善Talc在PP基體中的分散均勻性,從而提高復(fù)合材料的沖擊韌性。 

【文章來(lái)源】：工程塑料應(yīng)用. 2020,48(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

圖1 兩種極性潤(rùn)滑劑不同添加量的PP/Talc復(fù)合材料的拉伸性能

圖2為兩種極性潤(rùn)滑劑的添加量對(duì)PP/Talc復(fù)合材料彎曲性能的影響。綜合圖2來(lái)看,隨著極性潤(rùn)滑劑添加量的增加,復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度整體上未發(fā)生明顯變化,僅略微下降,彎曲彈性模量有小幅度的上升,總體上增加了150～190 MPa,這可能是由于極性潤(rùn)滑劑改善了填料在基體中的分散均勻性。同樣,與拉伸性能表現(xiàn)一致,兩種酰胺類潤(rùn)滑劑沒(méi)有展示出明顯的差異,均發(fā)揮內(nèi)潤(rùn)滑作用。2.2 極性潤(rùn)滑劑類型與添加量對(duì)PP/Talc復(fù)合材料沖擊韌性的影響

極性潤(rùn)滑劑對(duì)PP/Talc復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度的影響如圖3所示,其中,圖3a為常溫測(cè)試結(jié)果,圖3b為0℃測(cè)試結(jié)果。由圖3可知,極性潤(rùn)滑劑的加入對(duì)常溫和低溫缺口沖擊強(qiáng)度均有明顯提升作用。一方面,潤(rùn)滑劑在PP/Talc中發(fā)揮了內(nèi)潤(rùn)滑作用,使分子鏈運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng),材料沖擊強(qiáng)度有所增加;另一方面,潤(rùn)滑劑的極性端——酰胺基團(tuán)覆蓋在無(wú)機(jī)填料Talc的表面,非極性的烷烴鏈段與PP基體相互纏結(jié),既改善了Talc與基體的界面相容性,增強(qiáng)了填料與基體之間的相互作用,有利于應(yīng)力傳導(dǎo),以實(shí)現(xiàn)增韌改善。其中,隨著AB型潤(rùn)滑劑添加量的增加,缺口沖擊強(qiáng)度先增加,之后略有降低;隨著B(niǎo)AB型潤(rùn)滑劑添加量的增加,常溫缺口沖擊強(qiáng)度先增加之后保持平穩(wěn),低溫缺口沖擊強(qiáng)度持續(xù)上升(潤(rùn)滑劑添加量為1.5%時(shí),較未加潤(rùn)滑劑時(shí)增加了35%),均高于同等條件下添加AB型潤(rùn)滑劑的材料,尤其表現(xiàn)在低溫(0℃)缺口沖擊性能。作為酰胺類極性潤(rùn)滑劑,與AB型潤(rùn)滑劑相比,BAB型潤(rùn)滑劑分子結(jié)構(gòu)中具有更長(zhǎng)的烷烴鏈段,且極性相對(duì)較低,與非極性基體PP/POE親合性更好,減少了無(wú)機(jī)填料Talc填充時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力集中點(diǎn),改變了粒子周圍的應(yīng)力狀態(tài),有利于形成大量有效的空穴化,與POE的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)揮協(xié)同作用,吸收并傳遞大量沖擊能量。

【參考文獻(xiàn)】：
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