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

【文章來源】：工程塑料應用. 2020,48(05)北大核心CSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 兩種極性潤滑劑不同添加量的PP/Talc復合材料的拉伸性能

圖2為兩種極性潤滑劑的添加量對PP/Talc復合材料彎曲性能的影響。綜合圖2來看,隨著極性潤滑劑添加量的增加,復合材料彎曲強度整體上未發(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,與拉伸性能表現一致,兩種酰胺類潤滑劑沒有展示出明顯的差異,均發(fā)揮內潤滑作用。2.2 極性潤滑劑類型與添加量對PP/Talc復合材料沖擊韌性的影響

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

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3117249