采用熔融共混方法制備了鋁酸酯偶聯(lián)劑改性硫酸鋇（Al-BaSO₄）/聚乙烯（PE）復合材料。重點研究了AlBaSO₄與PE基體之間的界面結(jié)合機制,并且對Al-BaSO₄/PE復合材料與臨床應用復合材料進行了力學性能對比。運用X射線衍射（XRD）、X射線能譜儀（EDS）、掃描電鏡（SEM）及萬能拉伸試驗等測試方法,表征了復合材料的結(jié)構(gòu)、填料分布、形貌及力學性能。結(jié)果表明,鋁酸酯偶聯(lián)劑改善了BaSO₄與PE的相容性,Al-BaSO₄在聚乙烯基體中的分散性較好,Al-BaSO4/PE復合材料的力學性能優(yōu)于臨床應用產(chǎn)品的力學性能。Al-BaSO4/PE復合材料的拉伸強度與臨床應用產(chǎn)品相比,提高了10. 4%;斷裂伸長率與臨床應用產(chǎn)品相比,提高了14. 2%;彎曲強度與臨床應用產(chǎn)品相比提高了16. 4%。 

【文章來源】：塑料. 2020,49(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

Al-BaSO4/PE復合材料的各種元素的面分布圖譜

圖4為Al-BaSO4/PE之間的界面結(jié)合機制示意圖。經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑處理后，Ba SO4顆粒與PE之間可以形成相互纏繞的分子層，鋁酸酯偶聯(lián)劑與納米Ba SO4顆粒表面的羥基發(fā)生化學反應，生成化學鍵，鋁酸酯偶聯(lián)劑的有機長鏈基團與聚乙烯分子鏈纏繞，改善了納米Ba SO4顆粒在聚乙烯基體中的分散性。因此，通過鋁酸酯偶聯(lián)劑處理的Ba SO4顆粒，抑制了納米粒子的聚集;同時改善了混合效果，提升了納米Ba SO4顆粒在PE中的分散性。圖4 Al-BaSO4/PE復合材料的界面結(jié)合機制示意圖

圖3 PE(a)，臨床應用產(chǎn)品(b)與Al-BaSO4/PE復合材料臨床應用產(chǎn)品(c)的斷面電鏡照片表1為Al-BaSO4/PE復合材料和臨床應用產(chǎn)品的力學性能測試結(jié)果。從表1中可以看到，臨床應用產(chǎn)品的拉伸強度為10.75 MPa，斷裂伸長率為59.35%，彎曲強度為5.68 MPa;與臨床應用產(chǎn)品相比，實驗室制備的Al-BaSO4/PE復合材料的拉伸強度為11.87 MPa，提高了10.4%;斷裂伸長率為67.78%，比臨床應用產(chǎn)品提高了14.2%;彎曲強度為6.61 MPa，比臨床應用產(chǎn)品提高了16.4%。因此，Al-BaSO4/PE復合材料力學性能優(yōu)于臨床應用產(chǎn)品。這是由于，Al-BaSO4粒子在聚乙烯基體中具有較好的分散性(圖3c)，當Al-BaSO4粒子在復合材料受到外力作用時不僅能夠吸收能量，還能耗散，從而有效誘發(fā)并中止銀紋，減少應力集中，阻止細小的銀紋轉(zhuǎn)變成較大的裂紋，提高了復合材料的彎曲強度和拉伸強度。


本文編號：3575025