硅灰石/聚丙烯/POE复合材料断裂行为的研究

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聚合物的断裂破坏特性是使用和选择材料时人们必需考虑的重要因素。已有较为成熟的研究聚合物断裂行为的方法,如线弹断裂研究方法和J积分方法,近几年来,EWF方法引起了较大的关注,因其克服了以前方法的缺陷,可以用来评价韧性聚合物的断裂韧性,但关于它理论和应用的研究还在不断的完善中。本文主要运用基本断裂功(EWF)方法研究了聚丙烯(PP)/弹性体POE/硅灰石共混材料在低拉伸速率下断裂破坏行为,并对材料的形态结构与断裂行为参数的关系进行了比较和分析。讨论了硅灰石含量对硅灰石/PP/POE复合材料的基本断裂功、塑性变形功等参数的影响;采用合理有效的方法对缺口试样拉伸断裂过程的能量耗散进行了分割:结果表明,不同目数的硅灰石粉形成的复合材料We出现最大值时,硅灰石含量不同,这表明硅灰石填充增韧存在最佳目数和最佳含量。硅灰石/PP/POE共混体系的断裂韧性主要决定于材料屈服后抵抗裂纹扩展的能力,增韧作用正是主要表现在对材料屈服后裂纹扩展阻力的提高。硅灰石/PP/POE共混体系的塑性变形能力更依赖于屈服前的行为。研究了硅灰石的填充量及硅灰石的目数对复合材料力学性能的影响。结果表明,同一目数的硅灰石形成的硅灰石/PP/POE复合材料中,材料的冲击强度随着硅灰石含量的增加而降低。但是冲击强度高的材料,比基本断裂功却较小,耐长期破裂性也较差,这说明基本断裂功的结果比冲击强度更能揭示材料长期破坏行为的特征。DSC结果显示硅灰石对PP的结晶有阻碍作用。
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