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影响粉粒填充改性塑料模量因素的分析

发布日期:2013-08-06 来自:全球塑胶网

①填充材料粒度大小及分布填充材料粒径越小,填充改性 塑料弹性模量值越大。其原因在于:a.填充材料粒径减小,比表 面积增大,如果树脂基体与填充材料粒子界面黏结强度比较高,粒 子比表面积增大也就增加了界面区的比例,增加了对树脂基体一些 运动单元,如链段等重排运动的约束;b.随着粒径减小,填充材 料堆砌分数&减小,使模量增大;c.填充改性塑料成型加工成制 品时,多数情况下制品都具有富树脂的皮层,这种皮层”的 存在会使弯曲弹性模量等降低,皮层”的厚度与粒子粒径大小有 关,粒径越大,皮层越厚。填充材料粒子粒径大小不一,尤其 当粒径之比7 : 1时,小粒子可以填充在大粒子与大粒子的缝隙之 间,使堆砌体积分数\增大,在相同填充量时,填充改性塑料的 弹性模量值较低。

皮层效应填充改性塑料制品的富树脂的皮层”对弹 性模量的影响相当明显,尤其是薄制品,比不考虑皮层”时的降 低10%20%。制件厚度越大,填充材料粒径越小,皮层效应越小。

③界面黏结强度如果界面黏结特别不好,如填充材料与树 脂基体间既无比较强的相互作用力,又无热收缩压应力作用的情 况,在外力作用下,填充材料粒子两极处易产生空穴,粒子在空穴

92 中可以进行相对运动,有点像泡沫塑料,填充改性塑料实测的弹性模量就比计算的偏低了。而且,随着填充材料体积分数的增加,填 充改性塑料的弹性模量不是升髙,而是在相应的纯基体树脂的基础 上逐渐降低。

④温度当测试温度低于树脂基体的玻璃化转变温度或熔点 时,随测试温度的降低,填充改性塑料的模量往往明显下降。出现 这种现象的原因在于,填充材料和树脂基体膨胀系数不同,随着温 度的降低,在界面区产生的收缩应力增大。这种收缩应力,对填充 材料粒子是压应力,对界面区的树脂中产生拉应力,这就导致了界 面区的树脂模量下降,也就是使填充改性塑料的相对模量下降。

⑤被弹性体包覆的刚性粒子如果填充改性塑料中有相当数 量的刚性粒子表面包覆了一层弹性体,填充改性塑料的弹性模量的 实测值将比按上述公式计算的低。因为刚性粒子表面包覆的弹性体 层厚度超过一定值时,这种刚性粒子呈现弹性体的力学行为,不仅 不起增加弹性模量的作用,反而会降低树脂基体的模量。而且,刚 性粒子在弹性体包覆层内部,还使弹性体相的体积分数增大,更使 树脂基体的模量降低。