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重質(zhì)碳酸鈣對塑料力學(xué)性能的影響
發(fā)布時(shí)間: 2021-02-18   來(lái)源:江西科特

        利用礦物填料實(shí)現塑料的填充改性,目的是想在經(jīng)濟上或在塑料某些性能上得到預期的效果,但同時(shí)也會(huì )出現某些不希望的影響。
        (1)彈性模量
        彈性模量經(jīng)常用來(lái)表征填充體系。純樹(shù)脂制成的塑料制品其彈性 模量都比較低。重鈣的加入使填充塑料的彈性模量增大,這主要是因為重鈣的模量比聚合物的模量大很多倍。一般來(lái)說(shuō),窄分布的大顆粒填料,填充體系的彈性模量 的增大較少;當填料顆粒為片狀或纖維狀,填充體系的彈性模量顯著(zhù)增大。
        (2)拉伸強度和伸長(cháng)率
        在填充塑料中重鈣為分散相,被分割在基體樹(shù)脂的連續相中,在 受力截面上基體樹(shù)脂的面積必然小于純樹(shù)脂構成的材料,所以填充塑料的拉伸強度較未填充體系一般有所下降。但如果通過(guò)表面處理,填料與基體樹(shù)脂的界面黏合得 好,填充體系的拉伸強度可能會(huì )高于基體的拉伸強度。高長(cháng)徑比、高徑厚比的纖維狀或片狀填料都能使復合材料的拉伸強度得到改善。
        對于增強型塑料,如纖維的取向和受力方向一致,且纖維表面與基體樹(shù)脂又很好的黏合,則會(huì )使填充材料的拉伸強度有顯著(zhù)提高。
        填充體系因重鈣的存在,在受到拉伸應力時(shí)其斷裂伸長(cháng)率均有所下降,其主要原因是因為絕大多數填料本身是剛性的。但試驗研究中發(fā)現,在填料用量低于5%時(shí),而且當填料的粒徑又是很小時(shí),填充塑料的斷裂伸長(cháng)率有時(shí)比基體樹(shù)脂本身的斷裂伸長(cháng)率要高,這可能是由于在低濃度時(shí)填料的細小顆粒與基體一起移動(dòng)的緣故。
        (3)沖擊強度
        填料的加入往往使填充塑料抗沖擊性能下降。作為分散相的填料顆粒 在基體中起到應力集中劑的作用,一般來(lái)說(shuō),這些填料的顆粒是剛性的,不能在受力時(shí)變形,也不能終止裂紋或產(chǎn)生銀紋吸收沖擊能,因而會(huì )使填充塑料的脆性增 加。下列因素有助工提高沖擊強度:顆粒尺寸,在一定范圍能明顯提高沖擊強度;顆粒形狀,長(cháng)徑比是最重要因素,使用纖維填料是提高沖擊強度最有效的方法;顆 粒硬度,中空顆粒和低硬度的填料顯著(zhù)降低沖擊強度;與基體的相互作用,填料表面與基體之間有適宜的黏合(不能過(guò)強,也不能過(guò)弱)有助于提高沖擊強度。
近年來(lái)研究發(fā)現,采用適當的表面處理技術(shù),剛性粒子同樣可以達到相增韌的目的,這就是近年發(fā)展起來(lái)的剛性粒子增韌理論。
        (4)彎曲強度
        填充塑料的彎曲強度對大多數填料,都會(huì )隨填料的加入和份數的 增加下降,其下降強度與基體樹(shù)脂是否為韌性聚合物以及填料的幾何形狀有關(guān),還與填料在基體中的分散情況及加工時(shí)的取向有關(guān)。徑厚比大的填料或偶聯(lián)劑等表面 處理劑處理的填料,可使韌性聚合物的彎曲強度提高。使填料在復合材料中取向的混合方法和加工工藝,是提高填充體系彎曲強度最有希望的途徑。
        此外,重鈣填充塑料對填料體系的壓縮強度,撕裂強度等力學(xué)性質(zhì),以及填料體系的硬度、摩擦性質(zhì)、熱性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、磁電性質(zhì)等其他物理性質(zhì)也都會(huì )帶來(lái)一定影響。

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