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納米二氧化硅粒子增強(qiáng)聚丙烯的研究  
納米二氧化硅粒子增強(qiáng)聚丙烯的研究
資料類型： JPG圖片格式
關(guān)鍵詞： 納米粒子  聚丙烯  增強(qiáng)效應(yīng)  
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所屬學(xué)科： 分子表征
來(lái)源： 2014年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)
簡(jiǎn)介：
當(dāng)豐田公司二十多年前推出粘土／尼龍一6納米復(fù)合材料時(shí)，人們普遍認(rèn)為這是一項(xiàng)革命性技術(shù)，將全面替代微米尺度復(fù)合材料，原因在于納米填料在聚合物基體中形成大量強(qiáng)相互作用界面，從而顯著改善聚合物的各項(xiàng)力學(xué)性能。 隨著時(shí)間的推移，人們逐漸發(fā)現(xiàn)在硬質(zhì)聚合物（此處所說(shuō)的“硬質(zhì)聚合物”沒(méi)有嚴(yán)格的定義，只是為了和橡膠、凝膠等“軟質(zhì)”聚合物區(qū)分開(kāi)來(lái)）中添加具有低長(zhǎng)徑比的納米填料（如粘土、納米顆粒等），并不能輕易獲得性能提高。通常而言，由于納米無(wú)機(jī)填料自身的高剛性，很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)合體系的模量增加。另外，在一定條件下，增韌也是能夠做到的，關(guān)鍵在于能否賦予納米填料在外力場(chǎng)下足夠的運(yùn)動(dòng)能力，從而引入新的能量耗散機(jī)制，導(dǎo)致基體聚合物韌性的提升，這一概念己在數(shù)種納米復(fù)合材料中得到證實(shí)，如粘土／聚偏氟乙烯、粘土／聚苯乙烯、納米Si02/聚丙烯、納米Si02/聚苯乙烯、碳納米管／聚丙烯等。然而，至今為止報(bào)道的硬質(zhì)聚合物基納米復(fù)合材料的增強(qiáng)效果十分有限，這可能與低長(zhǎng)徑比的納米填料承載能力差有很大關(guān)系。 最近我們的研究表明，上述問(wèn)題有可能得到解決。當(dāng)納米Si02顆粒均勻分散在取向聚丙烯中后，無(wú)定形區(qū)的伸直分子鏈能夠被這些納米粒子集束起來(lái)承載，在納米粒子含量或基體牽伸比超過(guò)一定的臨界閾值時(shí)，納米粒子在基體中形成逾滲網(wǎng)絡(luò)，有利于拉伸條件下無(wú)定形區(qū)的應(yīng)力傳遞。此外，納米粒子還促進(jìn)了結(jié)晶區(qū)在拉伸變形過(guò)程中的微纖化。上述兩方面的作用充分發(fā)揮了聚丙烯大分子鏈共價(jià)鍵的高強(qiáng)度，顯著提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料不同，此處基體分子鏈成為外加應(yīng)力的主要承載者，而納米填料是實(shí)現(xiàn)這一機(jī)理必不可少的因素。
作者： 章明秋，阮文紅，容敏智
上傳時(shí)間： 2014-10-27 13:51:46
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