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PA6/弹性体/无机刚性粒子三元复合材料由于综合性能优越倍受关注。本论文分别采用EPDM、EPDM-g-MAH和POE、POE-g-MAH为弹性体,研究弹性体和纳米碳酸钙协同增韧增强PA6三元复合材料形态与性能的关系,为高韧性的PA6三元复合材料的开发和应用作了理论铺垫,并为进一步研究PA6三元复合材料的增韧机理作了前期探索。主要的研究结果有:
1、研究弹性体及其含量、EPDM的门尼粘度、碳酸钙的粒径及纳米碳酸钙含量对PA6三元复合材料形态及性能的影响,发现弹性体包覆纳米碳酸钙时可以显著提高复合材料的冲击强度。
2、通过EPDM、EPDM-g-MAH复配和纳米碳酸钙不同处理改变PA6-弹性体、弹性体一纳米碳酸钙的界面作用,初步探明了PA6的增韧机理。PA6与分散相脱粘形成空洞,平面的应力约束随着空洞的形成而释放,PA6的塑性形变与空洞可吸收了大量断裂能量,从而提高三元复合材料的冲击强度;“沙袋结构”的存在,使弹性体和纳米碳酸钙协同增韧三元复合材料;“藕断丝连“的带状结构,对于银纹的发展起到阻止作用,有助于提高材料的冲击强度。“沙袋结构”增强作用表现在:弹性界面层具有一定的形变能力,在PA6基发生屈服之前随基体形变,延缓了纳米碳酸钙与PA6之间的界面开裂,从而提高了材料的强度。
3、研究了加工工艺对三元复合材料的形态及性能的影响,进一步验证了纳米碳酸钙或其团聚体在不同相中的分布对材料形态及性能的重要影响。纳米碳酸钙或其团聚体与弹性体形成“沙袋结构”后,可以消除团聚对材料韧性的劣化,并在一定程度上通过团聚体变形吸收能量,提高了增韧效果。