沙袋結(jié)構(gòu)增韌PA6-EPDM-nano-CaCO-,3-三元復(fù)合材料的形態(tài)、性能及增韌機理研究.pdf

1、聚酰胺6（PA6）是一種重要的工程塑料，但因其低溫韌性較差等缺點而限制了應(yīng)用。本論文以三元乙丙橡膠（EPDM）和馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM-g-MAH）的復(fù)配共混物為橡膠，納米碳酸鈣（nano-CaCO3）為無機粒子，通過在PA6基體中構(gòu)建了EPDM包覆nano-CaCO3團聚體的“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子，制得高韌性的PA6三元復(fù)合材料，利用掃描電鏡（SEM）、動態(tài)力學(xué)分析（DMA）等手段觀察和研究了“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子在基體中的形態(tài)及在外

2、力作用下的演變，并進一步探討了“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子對PA6的增韌機理。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、通過nano-CaCO3表面處理和EPDM交聯(lián)，調(diào)節(jié)EPDM-nano-CaCO3-PA6間的界面性能，研究了界面性能對PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復(fù)合形態(tài)與性能的影響。結(jié)果表明，采用硬脂酸處理的nano-CaCO3分散在EPDM相中，形成“沙袋結(jié)構(gòu)”，沖擊強度大幅度提高；當(dāng)過氧化二異丙苯（DCP）含量從0 wt％提高到

3、0.30wt％時，“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子粒徑變大，三元復(fù)合材料的沖擊強度下降。在受到外力作用時，含有均勻分散的“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子的三元復(fù)合材料通過“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子誘發(fā)微纖化和“擴張帶”耗散外界作用能。
　　 2、共混工藝與注塑工藝對PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復(fù)合材料的分散相形態(tài)有顯著影響。采用兩步法工藝制得的三元復(fù)合材料形成“沙袋結(jié)構(gòu)”，而一步法工藝制得的三元復(fù)合材料中各組分獨立分散。通過基本斷裂功（EWF）測試發(fā)現(xiàn)“沙

4、袋結(jié)構(gòu)”有利于提高復(fù)合材料的斷裂韌性和抵抗裂紋擴展能力。注射速率很大程度上決定了PA6/EPDM/nano-CaCO3三元復(fù)合材料皮芯層中“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子的完整性，隨著注射速率的加快，試樣皮層的“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子發(fā)生破裂，出現(xiàn)nano-CaCO3團聚體，芯層的“沙袋結(jié)構(gòu)”粒子分散性較差，從而導(dǎo)致三元復(fù)合材料的沖擊強度降低。
　　 3、從空洞和基體的塑性形變能力兩方面來定量地研究復(fù)合材料的能量耗散。通過體積應(yīng)變測試和平行于拉伸方向的