超高韧半晶聚合物PP多相体系的结构及脆韧转变的研究

通过严格控制工艺条件，得到了不同分散相含量和不同粒径的ＰＰ／ＥＰＤＭ／ＨＤＰＥ和ＰＰ／ＥＰＤＭ共混体。利用ＳＥＭ分析了ＰＰ／ＥＰＤＭ／ＨＤＰＥ的结构特点，通过测量Ｉｚｏｄ缺口冲击强度，得到了ＰＰ／ＥＰＤＭ／ＨＤＰＥ的脆韧转变主曲线，证明其符合脆韧性转变规律；同时利用ＳＥＭ照片，分析了主曲线不同区域的增韧机理。     

PA6/ABS共混物的脆-韧转变研究

采用熔融共混方法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)增容的PA6/ARS共混物,结合吴守恒的临界基体层厚度(IDc)理论,考察了基体层厚度与界面粘接对PA6/ABS共混物脆一韧转变的影响.结果表明,温度低于8℃,当ID减小时,冲击强度先缓慢增加,当ID＜ID.时,共混物缺口冲击强度急剧增加;测试温度处于13℃～23℃...     

SMA含量对PA6/ABS共混体系结构和韧-脆转变温度的影响

研究了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)含量(0～4.5phr)对PA6/ABS(75/25)共混体系结构和冲击断裂的影响。结果表明,PA6/ABS共混体系的橡胶相粒径和基体层厚度都随着SMA含量的增加而减小。PA6/ABS共混体系冲击断裂存在脆韧转变现象,其脆韧转变温度随SMA含量的增加先减小后增加,并且在对应SMA含量为0.9phr和1.5phr时取得极小值。同时,脆韧转变温度随着基体层厚度的增加而逐渐升高,即升高温度与降低基体层厚度都可以获得脆-韧转变。     

PA6/POE-g-MAH共混物在缺口冲击与缺口拉伸实验中的脆韧转变

用缺口冲击和缺口拉伸实验研究PA6/POE-g-MAH共混物的脆韧转变。结果显示,POE-g-MAH含量对共混物脆韧转变的影响主要是POE-g-MAH含量对裂尖局部应变速率的影响。在缺口冲击和缺口拉伸实验中,随着POE-g-MAH含量增加,裂尖附近参与变形的范围增大,导致局部应变速率降低。当局部应变速率降低至某临界值时,材料的断裂发生脆韧转变。在缺口拉伸实验中,随着拉伸速度增加,PA6/POE-g-MAH共混物发生脆韧转变的POE-g-MAH含量增加。这可能是拉伸速度与POE-g-MAH含量对PA6/POE-g-MAH共混物裂尖局部应变速率共同影响的结果。     

40Cr钢韧脆转变的力学行为和断裂形态

研究了300余件40Cr钢轧制态和调质态试样在20℃至—196℃范围内温度与应力对该材料的韧脆转变力学行为和微观断裂机制的影响。得出了宏观断裂参数和微观特征参量之间的某些半经验半定量关系。     

不同冲击断裂方式下橡胶粒子形态对HIPS脆韧转变的影响

核-壳型/蜂窝型高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树脂在Izod冲击和落锤冲击断裂过程中的脆-韧转变行为不同。透射电镜(TEM)对亚断裂形变区的观察表明,蜂窝型HIPS对落锤冲击作用下的脆韧转变敏感,应力集中能有效引发基体的塑性形变,呈韧性断裂,但在v-notched Izod冲击断裂过程中,却呈脆性;而核-壳型HIPS的冲击断裂性能与之相反。将LDO假说引入冲击破坏研究并结合损伤竞争准数Da和Vincent图探讨了分散相特性及冲击方式对脆韧转变行为的影响。     

分散相对高分子合金增韧及脆/韧转变的影响

发生脆／韧转变的合金材料,其刚性体分散相ＣＰＰ在基质形成的静水应力的作用下沿拉抻方向发生了塑性形变。分散相无论是刚性体还是弹性体,在基质形成的静水压应力的作用下均可通过形变吸收能量使合金材料增韧;同时分散相也可作为应力集中剂引发基质产生银纹和屈服剪切带,使合金材料增韧,脆／韧转变过程提前,当分散相模量较时,后一种作用为主。随着分散相模量的增加,前一种作用的影响逐渐增加,并最终转变成为主导作用。     

聚合物共混体脆韧转变的损伤竞争理论Ⅲ．分散相形态和界面粘接对脆韧转变的影响

应用前文提出的聚合物共混体脆韧转变（ＢＤＴ）的损伤竞争准数（Ｄａ）判据，研究了共混体分散相形态与界面粘接对ＢＤＴ的影响。由Ｄａ判据预示，在一定范围内，增加分散相含量，减小分散相粒径，减小粒子在基体中的聚集程度以及增大粒子的形状不规则性，皆有利于ＢＤＴ的发生。界面粘接强度的增加在一定范围内也能够使共混体的韧性增加。这些理论预示与实验结果相一致，从而表明Ｄａ判据能够反映分散相形态与界面粘接等多种因素对共混体损伤过程的影响规律，是聚合物共混体脆韧转变的控制参量。     

16Mn钢类裂缝冲击试样的韧脆断裂转变行为研究

对１６Ｍｎ钢类裂缝缺口试样进行了系列温度的示波冲击试验，以考究断裂载荷及冲击吸收功随温度的变化特性，发现在有效断裂载荷谷值点对应的温度Ｔｃ，＊ｄ处发生韧脆转变该温度受控于材料的解理特征应力Ｓｃｏ。此外，落锤试验还表明：该钢的零塑性转变温度ＮＤＴ即为Ｔｃ＊ｄ。     

PP/POE共混体系脆韧转变的定量研究

研究了乙烯-1-辛烯共聚物(POE)对两种不同型号的聚丙烯(PP)的增韧情况。结果显示,对不同性质的基体PP,出现脆韧转变所需的弹性体POE含量不同;根据逾渗模型,应用不同的计算公式,定量地求得了两种PP/POE体系分别出现脆韧转变时的临界基体层厚度Tc。     

相容剂对PA6/ABS共混材料性能影响的研究

以ABS、MAH、DCP为添加剂,通过熔融共混法制备了PA6/ABS共混材料。研究了一步法和两步法两种工艺所制共混材料的性能及ABS含量对共混材料性能的影响,同时对共混材料的结晶形态进行了表征。结果表明,以一步法制备的PA6/ABS共混材料,当添加剂含量为10%,PA6/ABS的质量分数比为60/40时,共混材料的综合性能达到最佳。偏光电镜的分析表明,ABS的加入破坏了PA6的球晶结构。红外光谱的分析表明,加入相容剂后的PA6与ABS发生了化学反应。     

马来酸酐共聚方式对PA6/ABS共混物性能的影响

分别制备了马来酸酐与苯乙烯-丙烯腈无规共聚物(SAM)增容的尼龙6(PA6)/ABS/SAM共混物、马来酸酐接枝共聚的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS-g-MA)增容增韧的PA6/ABS-g-MA共混物。结果表明,两个体系中ABS都可以均匀分散;冲击测试发现样条厚度为6.35 mm时,PA6/ABS-g-MA共混物出现明显的脆韧转变,PA6/ABS/SAM共混物为脆性断裂;样条厚度为3.18 mm时,两个体系都有明显脆韧转变;Vu-Khanh方程表明,PA6/ABS-g-MA共混物具有更高的裂纹扩展能(Gi)和撕裂模量(Ta),性能更好。     

有机蒙脱土对ABS-PA6共混物形态结构与力学性能的影响

熔融挤出制备了不同有机蒙脱土(OMMT) 含量的OMMT/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) -尼龙6 (PA6) (30/70,质量比) 复合材料,用透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM) 等研究了OMMT在ABS-PA6共混物中的分布及其对ABS-PA6共混物形态结构与力学性能的影响。结果表明:在OMMT/ABS-PA6复合材料中,OMMT主要以剥离形态分布在PA6基体相中,少量分布在PA6与ABS两相界面处,具有明显的选择分布性;随着 OMMT含量增加,ABS分散相尺寸逐渐减小且分布均匀OMMT/ABS-PA6 复合材料的强度、模量逐渐提高,当OMMT含量为7 wt%时 , 弯曲强度和模量分别由未加OMMT时的66. 7 MPa、2. 308 GPa上升至94. 1 MPa、3. 184 GPa,缺口冲击强度在OMMT含量为3 wt%时出现极大值3. 7 kJ / m,但总体变化不大。      

γ射线辐照对PA6/PTFE合金吸水与力学性能的影响

为了探讨辐照对尼龙6(PA6)基共混材料吸水性能和力学性能的影响,制备了PA6和聚四氟乙烯(PTFE)共混合金并在室温下进行不同剂量的60Coγ射线辐照.通过吸水率测试、准静态拉伸和弯曲实验以及缺口冲击测试,研究了辐照对PA6/PTFE共混体系吸水性能以及吸收水和辐照剂量对共混合金动静态力学性能的影响.结果表明,辐照过程引发交联反应,共混合金的拉伸强度、拉伸模量和弯曲模量均随辐照剂量的增大而增大,而缺口冲击强度和吸水率则随之减小.吸收水对共混合金缺口冲击强度的影响与合金组分有关.PTFE含量较低时,吸收水抑制PTFE对合金冲击强度的减弱作用;当PTFE的质量分数大于7%时,吸收水反而加剧PTFE对材料冲击强度的减弱效应.此外,PA6/PTFE合金的吸水率随PTFE含量的增加而降低,而弯曲模量则先增后减.     

有机蒙脱土调控ABS/PA6共混体系的共连续结构

采用熔融共混的方法制备了不同配比的有机蒙脱土(OMMT)填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/尼龙6(PA6)共混物。通过抽提、SEM、TEM、XRD等表征手段研究了OMMT在PA6相中的定向分散现象及共混体系相结构的演变规律。结果表明,OMMT可以定向分散在ABS/PA6共混物的PA6相中,使形成共连续结构的聚合物比例范围变宽;随着OMMT含量的增加,形成共连续结构所需的PA6的含量降低,同时相尺寸减小;OMMT的临界含量(m(OMMT))和形成共连续PA6的质量分数(m(PA6))存在近似的反比关系,其特征参数n值约为8,据此可根据共混体系中PA6的含量,推算形成相反转所需的OMMT添加量,为相关共混物的制备提供有益的借鉴。     

纳米HA/PA6复合材料的体外生物活性

研究了PA6和纳米HA/PA6复合材料在模拟体液(SBF)中的行为变化,用IR,XRD,SEM和EDS等手段对材料的表面变化进行了分析,讨论了PA6和纳米HA/PA6复合材料的稳定性、亲水性和生物活性。结果表明:在SBF中PA6的吸水率大概在6%左右,纳米HA/PA6复合材料的吸水率有少量下降,PA6和纳米HA/PA6复合材料出现一定的溶解和降解。在SBF中,PA6表面形成Ca,P化合物中的Ca/P比例为1.12,与HA的理论值1.67有一定的差别;HA/PA6复合材料在其表面形成了HA沉积物和碳酸取代的磷灰石沉积物,Ca/P逐步变化为1.67,表现出较好的生物活性。复合材料表面沉积的HA和原来合成的HA具有相近的结晶形貌,该复合材料可作为优良的骨修复填充材料和组织工程支架材料。      

PA6/PA6IcoT相容共混物的结晶行为

采用差示扫描量热法研究了熔融共混聚己内酰胺/聚对(间)苯二甲酸己二胺(PA6/PA6IcoT)相容体系的结晶温度、结晶程度以及结晶动力学,并通过热台偏光显微镜、广角X射线衍射仪观察了PA6/PA6IcoT共混体系的结晶相形态和晶体结构。结果表明,共混物的结晶行为与其组成、结晶温度区域密切相关。在非等温结晶时,随着非晶态PA6IcoT含量的增加,PA6相的相对结晶度增加,部分晶体结构由γ晶型转变为较完善的α晶型。在较高温度区域结晶时,少量的PA6IcoT就能使串并的晶核分开,形成大量微小晶粒。当PA6IcoT含量继续增加时,球晶数目会减少但尺寸增大。等温结晶动力学研究发现,结晶速度随PA6IcoT含量的提高而下降,Avrami指数值在4.5～6之间,并随着结晶温度升高而增大。     

PA6/POE-g-MAH共混体系缺口冲击断裂机理研究

研究了PA6/POE-g-MAH共混体系缺口冲击断裂的裂纹萌生、裂纹扩展、冲击断面形貌及紧邻断面下方截面上的相形态.结果显示:随着POE-g-MAH质量分数增加,PA6/POE-g-MAH共混体系缺口冲击断裂发生脆韧转变,裂纹源由"中心辐射型"转变为"线型",裂纹扩展形貌由岩石状脆性断裂特征转变为具有横纹形貌的韧性断裂特征.在紧邻韧性断面下方的截面上可观察到网状形貌,可能是由被刻蚀掉的POE-g-MAH和冲击时基体微观破坏共同组成.在脆性断裂的截面上则无明显的网状形貌.PA6/POE-g-MAH共混体系的断面及截面形貌变化与其脆韧转变的逾渗行为完全对应.DSC分析认为POE-g-MAH提高POE-g-MAH/PA6共混物的缺口冲击韧性与其对PA6晶体结构的改变没有关系.