聚合物共混体脆韧转变的判据

本文从应力分析的角度出发,提出了一个新的判据来表征共混体的脆韧转变,即A判据,A=V_(fc)~2/d_c=常数,V_(fc),d_c分别为共混体中分散相粒子的临界体积分数及临界粒径。对于给定的基体,A与分散相的形态无关,仅是基体的特征参数。以A判据来处理不同共混体的脆韧转变,包括极性的N 6/EPDM共混体系、非极性的PP/EPDM共混体系及填充的PE/CaCO_3共混体系等均取得了满意的结果。此外,本文还首次得到了共混体的冲击韧性(G)与V_f~2/d关系的主曲线。研究表明:在处理共混体的脆韧转变时,A判据较T_c判据具有更好的适用性。     

聚合物共混体系脆韧转变的逾渗阈值及其与分散度的关系

本文研究了聚合物共混体系脆韧转变的逾渗阈值及其影响因素。首次计算出共混体系的逾渗阈值φ_(sc)(等价于脆韧转变逾渗阈值)及临界基体层厚度Tc,并给出了φsc与分散相粒子分散度σg的关系式。此外,还首次得到了共混体系的冲击韧性(S_1)与应力体积分数(φs)的主曲线,并讨论了一个新的参数φso(上限应力体积分数)。研究结果表明:φsc不仅与粒径的分散度有关,而且还与基体、分散相间的界面粘接密切相关。     

相容剂对PP/POE共混体系脆韧转变行为的影响

采用熔融挤出法制备了不同相容剂含量的PP/POE共混体系,测试了不同体系的脆韧转变温度、热性能和力学性能.结果表明,乙烯-丙烯多嵌段共聚物相容剂的加入降低了PP/POE共混物的脆韧转变温度,提高了共混物的韧性.AFM和STEM照片显示相容剂的加入减小了橡胶分散相的临界粒子间距,PP和POE在两相界面结合处相互扩散或渗透,实现了POE弹性体在PP树脂中合适的尺度分布以及良好的形态分散.当相容剂含量达到10％时,POE分散相尺寸细小均匀,分散相粒子粒径为0.54μm,粒子间距为0.1 μm,PP结晶链段更多地插入到弹性体内部,弹性体POE分散相形成明显的“硬核-软壳”结构.DSC曲线中结晶峰和熔融峰的变化说明适量的相容剂对于材料结晶度的提高具有一定的促进作用.力学性能测试结果可以看出相容剂的加入在提高材料韧性,降低其脆韧转变温度的同时也保持了材料的刚性性能.     

聚合物共混体脆韧转变的损伤竞争理论——Ⅰ.损伤竞争准数与脆韧转变判据

提出了一个无因次损伤竞争准数D_a(=σ_b~2/σ_y~2),将决定聚合物共混体脆韧转变的两种互相竞争的机制,即脆性断裂(断裂应力σ_b)和剪切屈服(屈服应力σ_y)统一起来。利用共混体分散相粒子分布的无穷多共线裂纹近似,推导出D_a=(L_(ym)/L_D)·F_g,其中L_(ym)是基体本征脆韧转变尺寸,F_g是与试样几何构型,裂纹预置及实验方法等有关的因子,L_D是分散相等效缺陷尺寸。脆韧转变的临界条件为D_(ac)=1,D_a<1为脆性破坏,D_a>1为韧性破坏。实验数据证实了本文提出的D_a判据的合理性。     

聚合物共混物脆韧转变性能研究：II.准韧性聚合物共混物脆韧转变的几何模型

给出了分散相粒间基体层厚度Ｔ与分散相粒径（ｄ）、粒径分散度（σ）和分散相体积分数（φ）的定量关系式。发现σ对Ｔ的影响与φ有关，不仅Ｔ随σ的增大而增大，而且φ越大，这种影响越显著。用计算机图像分析仪直接测定了聚氯乙烯／丁腈橡胶、聚丙烯（ＰＰ）／三元乙丙橡胶、ＰＰ／乙烯－醋酸乙烯酯共聚物共混物的Ｔ，发现这三种共混物的Ｔ近似于对数正态分布，理论预示与实验结果很好符合。     

聚合物共混物脆韧转变性能研究 Ⅳ橡胶粒子的分布对PVC/NBR共混物脆韧转变的影响

根据作者已建立的准网络形态模型和推导出的基体层厚度计算公式，从实验上研究了橡胶粒子的分布对聚氯乙烯（ＰＶＣ）／丁氰橡胶（ＮＢＲ）共混物脆韧转变的影响．结果表明，不仅无规形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物存在脆韧转变主曲线，而且准网络形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物也存在脆韧转变主曲线．但是两条主曲线明显不重合，表明橡胶粒子的分布对ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物脆韧转变有显著影响．而且准网络形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物的临界基体层厚度比无规形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物的临界基体层厚度大得多，表明准网络形态比无规形态明显有利于增韧．因此临界基体层厚度不仅是基体的特征参数，还是界面粘结和橡胶粒子分布的函数．     

聚合物/橡胶共混物脆韧转变机理的定量化研究

由于聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)类准韧性聚合物在室温低速拉伸时为韧性破坏,因此Bucknall提出的室温下拉伸蠕变试验体积应变方法、不能用于表征这类共混物的脆韧转变机制.应用时温等效原理,可使低速低温拉伸试验和室温冲击试验相关等效.由此提出在聚合物的脆化温度下拉伸蠕变体积应变方法适用于所有的聚合物共混物的增韧机理的定量化研究.结果给出,当体积应变-轴向应变曲线的斜率用K表示时:室温冲击脆性PP的K=0.76,主要是空洞-银纹化损伤机制;超高韧性PP/EPDM(V_(?)=0.30)的K≈0,主要是微剪切损伤机制.从而定量化的确认了这种损伤机制的转化是准韧性聚合物PP/橡胶共混物产生脆韧转变的根本原因.     

碳酸钙粒子增韧高密度聚乙烯的脆韧转变-Wu氏增韧理论聚合物共混物脆韧转变判据的适用条件

采用不同尺寸的碳酸钙粒子增韧高密度聚乙烯,研究了不同温度下共混体系的临界粒子间距与碳酸钙粒子尺寸和含量之间的关系,确定了温度是Wu氏增韧理论临界粒子间判据适用性的重要影响因素。 结果表明,在17 ℃下,临界粒子间距与碳酸钙粒子的尺寸和含量无关,该条件下Wu氏增韧理论临界粒子间距判据是适用的;而随着温度的升高,发现临界粒子间距依赖于碳酸钙粒子的尺寸,表明高温条件下,Wu氏增韧理论临界粒子间距判据不再适用。     

聚合物共混物脆韧转变性能研究─—形态参数对聚氯乙烯／丁腈橡胶共混物脆韧转变性能的影响

研究了非晶的聚氯乙烯（ＰＶＣ）／丁腈橡胶（ＮＢＲ）共混物脆韧转变特性，主要包括形态参数─—分散相粒径（ｄ）、体积分数（）、特别是分散相粒径分布（б）对其脆动转变性能的影响．结果表明，当ｄ＜临界值（ｄ）或＞临界值（）时，ＰＶＣ／ＮＢＲ产生脆韧转变．而且ｄＣ随。的增大而减小；随б的增大而增大。增大不利于增韧和脆韧转变的发生。也是影响聚合物共混物脆韧转变的重要形态参数，理论预示与实验结果很好相符．结果并给出ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物的冲击韧性也是分散相粒间基体层厚度（Ｔ）的单参数函数．当Ｔ＞Ｔ时，共混物为脆性；当Ｔ≤Ｔ时，共混物韧性剧增成为超韧合金．虽然，以分子链结构参数分类，ＰＶＣ介于准韧性和脆性聚合物之间．结果证实，准韧性聚合物共混物脆韧转变的Ｔｃ判据仍然适用于ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物．     

界面粘结对聚氯乙烯/丁腈橡胶共混物脆韧转变的影响

应用丙烯腈（ＡＮ）含量不同的丁腈橡胶（ＮＢＲ）与聚氯乙烯（ＰＶＣ）共混，研究了界面粘结对ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物脆韧转变的影响．结果表明：当基体层度Ｔ相等时，过强的界面粘结，使ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物的冲击强度降低，并且其产生脆韧转变的临界基体层厚度Ｔｃ减小．界面粘结对于聚合物共混物的增韧行为具有直接的影响．损伤区分析给出：随着界面粘结强度增大，空洞化过程受阻，减弱能量的耗散，并且不利于诱导剪切屈服损伤的产生，因而不利于增韧；但是界面粘强度过小，意味着共混物的相容性太差，致使分散相粒径过大，也不利于增韧．所以对增韧来讲，共混物的界面粘结强度存在一个最佳范围．     

聚合物共混物脆韧转变性能研究：Ⅳ.橡胶粒子的分布对PVC／NBR共混物…

根据作者已建立的准网络形态模型和推导出的基体层厚度公式，从实验上研究了橡胶粒子的分布对聚氯乙烯／丁氰橡胶共混物脆韧转变的影响。结果表明，不仅无规形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物存在脆韧转变主曲线，而且准网络形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物也存在脆韧转变主曲线，但是条主曲线明显不重合，表明橡胶粒子分布对ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物脆韧转变有显著影响，而且准网络形态ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物的临界基体层厚度比无规形态ＰＶＣ／ＮＢＲ     

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     

环氧化三元乙丙橡胶增韧聚对苯二甲酸丁二酯的脆韧转变

环氧化的三元乙丙橡胶(eEPDM)与聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)共混可以使PBT共混体的缺口冲击强度获得很大的提高.当eEPDM橡胶浓度为24wt%时,PBTeEPDM共混体的缺口冲击强度是纯PBT的12倍.随着eEPDM含量的增加,在室温下PBTeEPDM共混体出现了明显的脆韧转变,其脆韧转变的临界粒子间距为0.49μm.橡胶的加入及含量的增加使PBT体系的脆韧转变温度(TBD)向低温移动,且PBTuEPDM与PBTeEPDM共混体脆韧转变温度的差随橡胶含量的增加而逐渐增大.扫描电镜照片表明,在橡胶组成相同的情况下,PBT基体中分散的eEPDM粒子明显小于未环氧化的EPDM粒子.且eEPDM橡胶的粒子间距(ID)也明显地低于uEPDM橡胶粒子的ID,这导致PBTeEPDM共混体系在室温下出现脆韧转变.     

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.     

聚合物共混物脆韧转变性能研究 V.橡胶粒子的分布对聚氯乙烯/丁腈橡胶共混物韧性刚性关系的影响

聚合物共混物脆韧转变性能研究Ｖ．橡胶粒子的分布对聚氯乙烯／丁腈橡胶共混物韧性刚性关系的影响刘浙辉朱晓光张学东漆宗能（中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室北京１０００８０）蔡忠龙（香港理工大学应用物理系香港九龙）王佛松（中国科学院北京...     

氯化钠相转变 K-型卡拉胶/聚 N-异丙基丙烯酰胺共混凝胶的辐射合成及性质研究

用γ辐射技术合成了K 型卡拉胶 (KC)与聚N 异丙基丙烯酰胺共混凝胶 (Blendgels) .合成产物透明 ,有弹性和较好的力学强度 .对不同条件下共混凝胶性能的测定结果表明 ,所形成的共混凝胶有明显的氯化钠相转变性质 ,也保持了聚N 异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM)特有的温度敏感性 (LCST为 34℃ )