聚丙烯复合材料的断裂和增韧机理

聚丙烯复合材料的断裂和增韧机理

脆性材料的增韧一直是聚合物研究的一项重要课题，但迄今为止成功的增韧改性都是以橡胶和弹性体类作为增韧剂，增韧机理的研究也都是从弹性体增韧性材料模型出发的，细致地分析橡胶增韧机理，我们发现橡胶微粒之所以具有增韧效果，主要不是由于橡胶本身吸收能量，而是因为橡胶微粒在基体中起应力集中体的作用，引起或促进基体的剪切屈服和银纹化，增加了基体塑体性能的吸收。我们通过对刚性微粒的力学分析认为，刚性微粒不仅本身可以屈服冷拉，也有可能引起基体的剪切屈服和银纹化从而使材料的韧性得到提高。根据以上设想，我们选择在无缺口时易于屈服形变的聚丙烯作为基体，以不能发生塑形变的无机填料（RIF）CaCO_3, Talc, Mica和可以发生塑性形变的聚乙烯ROF为填料，设计了系统的力学实验，对刚性填料的增韧机理进行了深入的研究。为了克服普通冲击实验方法的不严格性，我们参考有关文献建立了适合于聚烯烃材料断裂韧性表征的J-积分方法，并结合线弹性断裂力学实验方法对填料增强聚丙烯复合材料的断裂韧进行了研究，得到填料使复合材料断裂韧性的提高的结论。