納米高嶺土在聚合物應(yīng)用方面的重要性

時間：2014-05-13 10:24:55

作者：世邦機器

納米高嶺土的用量至關(guān)重要，簡述如下。納米高嶺土的用量對共混物沖擊強度的影響在不含增韌劑（POE)的情況下，添加3%的高嶺土?xí)rPP沖擊強度達到非常大值（8.6kJ/m2)，比純PP(7.7kJ/m2)提高了12%，僅比添加1%的納米高嶺土（8.4kJ/m2)時提高2%;而加入POE(20%)后，添加5%的高嶺土復(fù)合體系的沖擊強度達到非常大值（31.8kJ/m2),比添加1%高嶺土(26.6kJ/m2)時提高了19.5%，因此添加POE后，納米高嶺土的增韌效果得到了大幅度提高，并且顯示出POE和納米高嶺土具有協(xié)同增韌效應(yīng)，而不是兩者的簡單加和。

納米高嶺土用量對共混物屈服強度的影響隨納米高嶺土用量的增加，PPB體系的屈服強度呈現(xiàn)不規(guī)則變化，分別在1%和5%時達到較大值，體現(xiàn)出高嶺土的增強作用，因此對純PPB進行改性，納米高嶺土的理想用量為5%;對于PPB/POE復(fù)合體系，其屈服強度的變化趨勢較為明顯，屈服強度隨高嶺土用量的增加而略呈上升趨勢。體現(xiàn)出納米高嶺土對復(fù)合體系有一定的增強作用。

納米高嶺土用量對斷裂伸長率的影響隨著納米高嶺土用量的增加呈上升趨勢，PPB和PPB/POE體系的斷裂伸長率分別在高嶺土用量為3%、5%時達到非常大值，納米高嶺土的加入使得PPB的斷裂伸長率增加，高嶺土加工設(shè)備可以用無機納米粒子的增韌機理進行解釋；而對于PP/POE/納米高嶺土體系，則是由于納米粒子的加入使彈性體分散相的體積分數(shù)增大，從而提高了斷裂伸長率。但當(dāng)納米舍子超過一定用量后，納米粒子的表面不能充分潤濕，界面黏合減弱或產(chǎn)生空洞，還會導(dǎo)致包覆粒子外層彈性體的厚度減小，使其彈性體的作用減弱。從而使得共混體系的斷裂伸長率有所降低。

由共聚PPB沖擊斷面的SEM照片看出，當(dāng)POE用量為20%時，共混物兩相之間形成了互鎖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在彈性體相間有PP微纖相連，斷面粗糙，呈現(xiàn)典型的韌性斷裂，這是由于分散的POE彈性體微粒作為大量的應(yīng)力集中點，在外力強大沖擊時，PP中引發(fā)銀紋和剪切帶，隨著銀紋在其周圍支化而吸收大量的沖擊能量；同時由于大量銀紋之間應(yīng)力場的相互干擾，降低了銀紋端的應(yīng)力，阻礙了銀紋的進一步發(fā)展，從而使材料的韌性大大提高。由于較強的界面黏合，高嶺土粒子被基體所包覆以層狀結(jié)構(gòu)分散于共混物基體中，分散較為均勻。當(dāng)進一步放大后，斷面上還可觀察到有少量裸露的填料粒子存在，高嶺土的用途表明復(fù)合材料的破壞主要發(fā)生在填料粒子之間的基體上，這種界面的牢固結(jié)合以及獨特的分散形態(tài)導(dǎo)致該體系具有較高的拉伸強度和突出的沖擊韌性。