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《浙江工业大学》 2016年
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“沙袋结构”增韧PA6/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料相形貌及增韧机理研究

郑期强  
【摘要】:本论文采用三元乙丙橡胶(EPDM)和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)的复配共混物为弹性体(EPDM-M),纳米碳酸钙(nano-CaCO_3)为无机刚性粒子,研究了弹性体与无机刚性粒子协同增韧尼龙6(PA6)。通过在PA6基体中构建EPDM-M包覆nano-CaCO_3团聚体的“沙袋结构”,制备了高韧性的PA6三元复合材料,利用仪器化冲击试验、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了复合材料形态结构与性能的关系,并进一步探讨了“沙袋结构”粒子对PA6的增韧机理。主要研究内容和结果如下:1、研究了双螺杆挤出机喂料速率和主机转速对PA6/EPDM-M/nano-CaCO_3三元复合材料微观形态和力学性能的影响。结果显示增大喂料速率和主机转速可以有效提高“沙袋结构”粒子在复合材料中的分散效果。与此同时,喂料速率和主机转速对复合材料的拉伸、弯曲强度影响较小,而对冲击强度影响较大。复合材料的冲击强度和裂纹扩展能随着喂料速率的增加而增大,随着主机转速的提高而出现先增大后减小并在转速为100r/min时出现最大值。2、研究了“沙袋结构”粒子尺寸对PA6/EPDM-M/nano-CaCO_3三元复合材料的冲击强度的影响。研究结果发现“沙袋结构”粒子尺寸随着EPDM-g-MAH接枝率及含量的增加而减小。而复合材料的冲击强度随着“沙袋结构”粒子尺寸的减小而增大。分散相最小粒径为0.58μm,此时复合材料的冲击强度最大为97.5 kJ/m2。3、探讨了在PA6/EPDM-M/nano-CaCO_3三元复合材料中“沙袋结构”的空洞化对韧性的影响。研究发现,随着过氧化二异丙苯(DCP)的含量从0增加到0.4wt%,EPDM-M/nano-CaCO_3母料的弹性形变和体积应变减小,PA6/EPDM-M/nano-CaCO_3三元复合材料的冲击强度降低。EPDM交联限制了“沙袋结构”粒子的空洞化和扩张,从而降低了复合材料的韧性。这说明在“沙袋结构”增韧PA6三元复合材料中,“沙袋结构”粒子的空洞化对复合材料的韧性有着重要的影响。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB332

【参考文献】
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