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PP/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料的形态与性能研究

徐科杰  
【摘要】: 本论文采用两步法的共混工艺,先把EPDM与nano-CaCO_3共混制成二元预混料,再将其与PP共混制备PP/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料,研究了EPDM/nano-CaCO_3二元预混料动态力学性及其协同增韧PP三元复合材料的形态与性能的关系,并进一步探讨了PP三元复合材料的增韧机理。主要的研究结果有: 1、利用动态力学分析仪(DMA)研究了nano-CaCO_3含量和共混时间对EPDM/nano-CaCO_3二元预混料的动态力学性能的影响,结果表明,常温下,nano-CaCO_3质量分数为70%,且共混时间15分钟,EPDM/nano-CaCO_3二元预混料的储能模量、损耗模量和内耗正切达到最高值。EPDM与nano-CaCO_3组成的二元共混物分散于PP基体中,通过nano-CaCO_3团聚体及EPDM协同变形、界面脱粘成纤及诱导剪切带的形成耗散外界作用能,显著提高PP/EPDM/nano-CaCO_3三元复合材料的冲击强度。 2、研究了nano-CaCO_3表面性能对PP三元复合材料力学性能、断面形态、流变性能和结晶行为的影响,讨论了EPDM和nano-CaCO_3协同增韧PP的机理。当复合材料受到外力作用,一方面EPDM/nano-CaCO_3二元共混物发生协同变形增韧PP三元复合材料;另一方面,PP与分散相脱粘形成空洞,而且界面有牵丝形成,平面的应力约束随着空洞的形成而释放,PP的塑性形变与空洞吸收大量外界能量;同时,由nano-CaCO_3及其团聚体与基体脱粘形成的空洞,可以引发促进PP基体的剪切屈服,从而提高材料的冲击强度。 3、研究了nano-CaCO_3在PP三元复合材料中不同共混时间的粒子形态分布,发现nano-CaCO_3有迁移现象,并采用软件POLYFLOW模拟密炼机中聚合物流体的剪切力场,研究剪切强度对nano-CaCO_3迁移的影响。


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