不同应变速率下纳米橡胶颗粒对环氧树脂的增韧特性与机理分析

为了解释不同应变速率下纳米橡胶颗粒对环氧树脂基体的增韧机理,制备了质量分数为6%的纳米橡胶颗粒/环氧树脂复合材料,分别测试了该材料在3种低应变速率(5×10-4s-1,1×10-1s-1,2.5×10-1s-1)和高应变速率下(90 s-1)的I型平面断裂韧性.结果表明,纳米橡胶颗粒在3种低应变速率下可以显著提高环氧树脂的断裂韧性,提高幅度分别为158%,283%和309%.在高应变速率下,纯环氧树脂的断裂韧性由于动态效应而显著升高,然而纳米橡胶颗粒对环氧基体的增韧效果却不明显,增韧幅度仅为2%.由光学显微镜照片可知,随着应变速率的提高,纳米橡胶颗粒/环氧树脂复合材料断口表面的应力发白区域逐渐较少,甚至在高应变速率(90 s-1)下消失.偏光显微镜照片表明,纯环氧树脂与纳米橡胶颗粒/环氧树脂复合材料的裂纹尖端塑性形变尺寸随着应变速率的升高而减小.通过扫描电子显微镜对断口形貌进行分析可知,不同应变速率下纳米橡胶颗粒在环氧基体中空穴增长程度不同,进而导致纳米橡胶颗粒对环氧基体的增韧效果的不同.     

单边裂纹聚苯乙烯样品拉伸断裂过程的声发射

本文测定了单边裂纹聚苯乙烯(PS)样品在拉伸加载时的声发射以及声发射事件按幅度、脉宽、计数和位置的分布,实验证实,单边裂纹PS样品拉伸时的声发射来源于裂纹端部银纹区的变形、断裂和扩展,大部分总振铃计数由裂纹亚临界和失稳扩展引起,在重复加载时观察到PS声发射的Kaiser效应。     

双酚A在环氧树脂和端羧丁腈增韧的环氧树脂中作用的研究

本文分别以六氢吡啶、三乙醇胺、70~#酸酐和三氟化硼单乙胺络合物为固化剂,研究了用双酚A改性的环氧树脂和端羧丁腈(简称CTBN)增韧的环氧树脂体系的热、机械性能、微观形貌和交联密度。研究结果表明只有在碱性催化型固化剂六氢吡啶或三乙醇胺下,双酚A的加入才会有突出的增韧效果。结果指出固化物冲击韧性的提高与网络交联密度有关,断裂韧性的提高是析出橡胶相体积分数增大和基体交联密度减小的协同作用所致。     

含磷聚芳醚酮颗粒层间增韧碳纤维/双马树脂RTM复合材料

选用一种在RTM双马来酰亚胺树脂(BMI)注射温度下不溶解的含磷聚芳醚酮(P-PAEK)热塑性树脂作为增韧剂,制备层间颗粒增韧碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料.研究了不同热塑树脂含量对树脂浇铸体冲击性能的影响,利用扫描电镜表征了复相体系的微观形貌并分析其增韧机制,并通过层间断裂韧性测试表征了RTM双马树脂基复合材料增韧前后的层间韧性性能.结果表明,当附载热塑颗粒面密度为2 g/m2时,复合材料的I型层间断裂韧性(GIC)为0.54 k J/m2,II型层间断裂韧性(G_(IIC))为1.36 k J/m~2,较未增韧复合材料分别提升约56%和42%.增韧后的复合材料在保持原有力学性能的同时,其冲击后压缩强度(CAI)提升约29%,层间剪切强度达到111.7 MPa.     

填充增韧聚丙烯复合材料的断裂韧性及增韧机理

用表面处理的ＣａＣＯ３填充聚丙烯（均聚物ＰＰ），ＰＰ／ＣａＣＯ３复合材料的杨氏模量和缺口冲击强度同时得到增加，克服了通常填料填充聚合物降低韧性的缺点．用Ｊ积分研究其断裂韧性给出：裂纹扩展阻力ｄＪ／ｄ（△ａ）低是聚丙烯缺口脆性的主要原因，随着填料体积分数Ｖｆ的增加ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｃ出现一极大值，但其裂纹扩展阻力却不断增大；用裂纹引发点后的Ｊｃ＝Ｊｃ＋［ｄＪ／ｄ（△ａ）］·△ａ＝Ｊｅ（Ｊ积分弹性分量）＋Ｊｐ（Ｊ积分塑性分量）可全面表征韧性聚合物材料的断裂韧性；ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｐ明显增加，是裂纹扩展阻力和Ｊｔ增加的原因．ＳＥＭ分析结出，ＣａＣＯ３填料在裂尖损伤区内引起强烈的空洞化损伤，并增强了裂尖钝化破坏过程，这些细观损伤机制的变化，导致能量耗散增加，可用滞后分量Ｊｈ定量表征．由此给出聚合物材料被增韧的Ｊ积分判据为：复合材料的Ｊｈ＞基体的Ｊｈｍ．     

无水AlCl_3催化PVC/PS反应性增容的研究

以无水AlCl3为催化剂,通过聚氯乙烯(PVC)与聚苯乙烯(PS)之间Friedel-Crafts反应,实现了PVC/PS共混体系的反应性增容,使PVC与PS熔融共混温度由160℃降为140℃;通过预碾磨和加入苯乙烯(St)的方法,提高材料韧性,制备了综合力学性能良好的PVC/PS合金材料.应用FTIR、DSC、SEM和力学性能测试等手段表征了合金材料的结构与性能.结果表明,FTIR出现了1943和838 cm-12个苯环对位被取代的特征吸收峰;DSC在89℃出现了玻璃化转变;SEM证明PVC/PS两相界面粘接性随AlCl3、St的加入越来越好.在PS、AlCl3和St的质量分数分别为6%,0.6%和9%时,实现了对PVC的增强增韧.合金拉伸强度达到60.54MPa,比PVC的49.35 MPa提高了22.7%;缺口冲击强度达到5.3 kJ/m2,比PVC的3.9 kJ/m2提高了35.9%.     

非弹性体增韧—聚合物增韧的新途径

本文是一篇关于非弹性增韧方法的综述。文章首先简要回顾了传统的橡胶增韧韧性聚合物材料的机理,然后着重介绍了最近在国外出现的刚性有机填料(ROF)增韧的基本概念、分析方法和增韧的冷拉机理,列举了脆性塑料粒子和韧性基体组成的合金体系的大量实验结果来说明以上内容,最后通过与传统橡胶增韧机理的对比指出非弹性体增韧是不同于后者的一种新增韧方法,并有可能成为制备高强度、高韧性工程塑料的一种新途径。     

PS/SBS/CaCO_3共混物体系脆韧转变

研究了不同组成的聚苯乙烯 (PS)基三元共混物体系的缺口冲击性能、拉伸性能和断面形貌以及相形态 .实验结果表明 ,微米级碳酸钙的增韧改性效果稍好于纳米级碳酸钙 ,但增强效果却相反 .随着分散相含量的增加 ,3种共混物韧性皆明显提高 ,拉伸曲线向右下方移动 ,应变软化减弱 ,应变硬化增强 .研究发现了随分散相含量的增加 ,PS共混物出现了脆韧转变 ,而且脆韧转变以不同的形式表现了出来 ,即冲击强度、断面形貌以及拉伸曲线在同一区间同时出现了转变     

橡胶活性官能团对增韧环氧树脂动态力学性能的影响

用动态扭摆法测试聚丙烯酸丁酯橡胶增韧环氧树脂的动态力学行为,研究在环氧树脂低固化度和高固化度时,橡胶活性官能团种类(环氧基官能团与羧基官能团)和数量(官能度)对其影响。研究体系中橡胶玻璃化转变温度(Tg)的移动大小,与橡胶和基体树脂健合程度之间的关系。     

PBT/POE-g-MAH/PP共混体系的相态结构与性能

采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE-g-MAH)与聚丙烯(PP)在双螺杆挤出机上进行熔融共混,制备了3种新型增韧改性剂.研究了增韧改性剂的种类及其用量对共混物的力学性能、相形态结构、熔融与结晶行为的影响.力学性能测试表明,POE-g-MAH与适量PP并用具有显著的协同增韧作用,当POE-g-MAH与PP的配比为70/30时,所得增韧改性剂(POEg2)具有最佳的增韧效果.当POEg2含量达到15%时,共混物的缺口冲击强度(Is)从纯PBT的7.5 kJ/m2提高到51.2 kJ/m2,与15%的纯POE-g-MAH弹性体增韧PBT具有相近的缺口冲击强度值.同时,共混物的拉伸强度(σb)损失最小.采用AFM和SEM观察发现,新型增韧改性剂作为分散相具有软壳-硬核结构.DSC测试表明,随增韧改性剂中PP含量增加到一定值时,壳-核结构中软壳层出现不完整现象,导致界面作用力减小,共混物的Is和σb都出现明显下降.     

Radiation preparation of nano-powdered styrene-butadiene rubber (SBR) and its toughening effect for polystyrene and high-impact polystyrene

Nano-powdered styrene-butadiene rubber (NPSBR) was synthesized based on the styrene-butadiene rubber (SBR) latex via gamma radiation crosslinking followed by spray drying. Two functional monomers, 2-ethyl hexyl acrylate (2-EHA) and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) were used as crosslinking agents. It was found that both 2-EHA and TMPTA can improve the radiation crosslinking of SBR latex. Transmission electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM) revealed that the NPSBR has a particle size similar to that of SBR latex with a diameter of 100 nm due to the high degree of crosslinking of SBR. Mechanical testing results showed that NPSBR could toughen polystyrene (PS) and high-impact polystyrene (HIPS) effectively. In addition, NPSBR is more suitable to toughen HIPS than PS at low rubber content.     

Melt rheology and morphology of binary and ternary PS/HIPS blends for blown film extrusion applications

Rheology is an important tool for evaluating the potential application of a specific material in the production of blow molding films. In the present study, binary and ternary blends based on two different grades of polystyrene (PS) and high impact polystyrene (HIPS) were prepared by melt mixing in a twin screw extruder, using a simplex-centroid mixture design. Rheological analysis was performed based on elongational and dynamic rheology tests combined with scanning electron microscopy. Based on the rheology tests performed, the PS1/HIPS (50:50 wt.%) binary blend is a promising candidate for use in blow molding film applications.     

HIPS-g-GMA相容剂对PC/HIPS共混物相容性的影响*

将两种或两种以上聚合物进行共混是获得性能优异合金材料的简单而有效的途径[1,2 ] .但是大多数聚合物共混时 ,由于混合焓ΔＨ >0且混合熵ΔＳ非常小 ,导致混合自由能大于零 ,故大多数共混体系是不相容的 .而对于不相容的共混 ,由于两相间的界面张力大 ,两相间形成锐形界面 ,两相之间的界面粘结力低 ,导致材料性能很差 .为了改善两相间的相容性 ,需要加入相容剂[3 ,4 ] .绝大多数增容剂是嵌段或接枝共聚物 .这类增容剂分子量较大 ,在加工条件下 ,由于其粘度较大往往难于迁移到两相的界面处 ,起不到应有的增容作用 .聚合物反应加工技术是近 2…     

Method to evaluate the strength of interfaces in polymeric systems

It is shown that CT (compact tension) specimens known from fracture mechanics are adequate to study the strength of interfaces between polymers. The interface is coplanar with the initial notch. The capability of this method is demonstrated by quantifying: (a) the healing procedure of cracks in polystyrene; (b) by elaborating the influence of powders on the welding process in polystyrene; (c) by measuring the strength of interfaces between the different polymers SAN, PMMA, HIPS, PS, PC, and (d) by characterising the influence of a compatibilizer in the interface between PE and HIPS.     

几种高聚物拉伸过程中的声发射现象

研究了４种塑料ＰＳ、ＰＯＭ、ＡＢＳ和ＰＣ拉伸过程中的声发射现象，发现声发射信号主要产生在屈服前和断裂时，说明高聚物的声发射信号主查由于分子链的解缠结，晶体的滑移裂纹的亚临界扩展和分子链的断裂等诸因素产生的，ＡＢＳ拉伸时大面积银纹的生成也可能是信号源，拉伸应变速率，材料的结构和不同的屈服过程等对塑料的拉伸声发射规律有较大影响。     

HIPS／PP熔融反应共混及其动态力学性质

研究了高抗冲聚苯乙烯（HIPS）／聚丙烯（PP）共混物在过氧化二异丙苯（DCP）存在下的熔融反应过程及其动态力学性质．HIPS在DCP存在下以聚苯乙烯（PS）的降解为主，伴随着聚丁二烯（PB）的交联和接枝，PP在DCP存在下以降解为主，HIPS／PP在DCP存在下以PP同HIPS的反应接枝为主，这种原位生成的增容剂显著地改善了HIPS／PP两组份间的相容性，其分子运动特征较前两者发生明显变化，PS的Tg下降，PB和PP的Tg升高．     

Modelling of the High-Impact Polystyrene Morphogenesis

Summary: High-impact polystyrene (HIPS) is a hetero-phase polymer with the so-called salami morphology. Salami morphology is formed by a continuous PS phase containing micron-sized PB domains. PB domains contain submicron-sized irregular PS occlusions. In our modeling work we addressed several weak points of Cahn-Hilliard model of HIPS salami morphology evolution. The weakest point of Cahn-Hilliard model is the inherently present Ostwald ripening destabilizing or competing with graft-stabilized domains. Two mechanism of formation of HIPS morphology are supported by the model: (i) encapsulation of graft-stabilized PS-rich domains in PB particles, and (ii) polymerization of styrene dissolved in PB-rich phase and subsequent phase separation leading to PS occlusions in PB domains.     

CLIIR／PS接枝共聚物的相容性

本文用动态粘弹谱仪、透射电子显微镜和反相气相色谱法研究了ClIIR/PS双组份接枝共聚物的相容性。讨论了共聚物相容性与微区尺寸、玻璃化转变的关系,以及共聚物的相分离温度。     

HIPS／SBS共混物的形态结构和性能

通常,高抗冲聚苯乙烯(HIPS)为多相体系,由连续聚苯乙烯(PS)相和分散的聚丁二烯(PB)颗粒组成。PB含量一般为5～15%,粒径范围为0.5～10μm,PB颗粒是交联的,同时含有接枝的PS,其内部结构由制备工艺决定。HIPS力学性能与其制备工艺、PB含量、PB分子结构、相区尺寸及内部结构密切相关。PS和PB嵌段共聚物(SBS)通常为热塑弹性体,由于PS段和PB段的不相容性而呈现微相分离的结构特征。SBS常用于与其它聚合物共混以增加后者的韧性。本工作研究了HIPS/SBS共混物的形态结构和力学性能。     

HIPS／MA接技共聚物对HIPS／PA1010共混体系的增容

制备了高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐的接枝共聚物，利用红外光谱，电子能谱和动态力学谱对产物的结构进行了表征，并通过滴定法测定了接枝物中马来酸酐的含量。结果表明马来酸酐接技到了高抗冲聚苯乙烯中顺丁橡胶的分子链上，接技率为４．７％。研究了该接枝共聚物对ＰＡ１０１０／ＨＩＰＳ共混物的增容作用。电镜照片显示，随着共聚物中接枝物含量的增加，分散相相区尺寸明显减小，说明增容效果显著。测定了共混体系的拉伸行为，研究了