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1、12橡胶工业1999年第46卷PP/EPDM/玻璃微珠复合材料*动态力学性能的研究梁基照(华南理工大学工业装备与控制工程系,广州510641)摘要应用动态力学分析仪,考察了玻璃微珠表面处理及其体积分数对PP/EPDM/玻璃微珠复合材料动态力学性能的影响。结果表明,PP/EPDM/用硅烷偶联剂CP-03作表面处理的玻璃微珠(B1)和PP/EPDM/未作表面处理的玻璃微珠(B2)复合材料的储能模量Ec和损耗模量Ecd均随玻璃微珠体积分数Ug的增大而呈非线性的增大;在相同条件下,PP/EPDM/B1复合材料的Ec值大于PP/EPDM/B2复合材料,而两复合
2、材料的Edc值相近;随着Ug的增大,PP/EPDM/B1复合材料的损耗因子tanD减小,PP/EPDM/B2复合材料的tanD增大;两复合材料的玻璃化转变温度Tg均呈不规则的变化。关键词PP,EPDM,玻璃微珠,复合材料,动态力学性能PP具有价格低廉、加工性能和力学性能好68?5,美国杜邦公司产品。玻璃微珠,商品Ò-3等优点,是目前世界年消耗量最大的塑料之一。名Spheriglass,实心,密度2150Mg#m,平但PP在室温和低温条件下抗冲击性能差,因均直径35Lm,美国Potters工业公司产品。此其增韧就成为改性的重点。在PP中掺入适112试样
3、制备量的橡胶虽然可以显著改善其抗冲击性能,但将PP、EPDM和玻璃微珠(用硅烷偶联剂又造成它的其它力学性能,如刚度、拉伸强度等CP-03作表面处理的玻璃微珠称为B1,不作表急剧下降,因而同时增韧和增强PP是当今材面处理的玻璃微珠称为B2)称量并经简单搅拌料研究的热点之一。一些研究者在PP/橡胶共后加入双螺杆挤出机(BrabenderPL-2000型)混物中掺入硬质无机粒子以提高其刚度和强中,在180~230e下熔融共混,挤出物切粒后[1~6]度,取得了一定成效。这些研究还表明,送至烘箱干燥并装袋。试样用单螺杆塑料注射复合材料的力学性能在相当程度上取决
4、于无机成型机注塑成型(注塑温度为180~230e),横[7]粒子与基体间的界面粘合状况和形态结构。截面尺寸为312mm@1310mm。本课题考察了玻璃微珠表面处理及其体积113测试方法分数对PP/EPDM/玻璃微珠复合材料动态力试样的动态力学性能用美国杜邦公司制造学性能的影响。的DMA983型动态力学分析仪测试,试验温度-80~+100e,频率1Hz,振幅016-11实验mm,升温速度3e#min。111主要原材料ÒPP,通用级粒料,商品名Himont,牌号2结果与讨论-3Pro-fax6331,密度0190Mg#m,熔融流动211PP/EPDM/B
5、1复合材料的动态力学性能-1指数112g#min,台湾福聚股份公司产品。PP/EPDM/B1复合材料动态力学性能与ÒEPDM,商品名NORDEL,牌号2470,密度温度的关系如图1所示(PP,EPDM和B1的体-30187Mg#m,门尼粘度[ML(1+4)125e]积分数为分别为0170,0110和0120)。从图1可以看出,在温度为0~30e时,PP/EPDM/*华南理工大学自然科学基金资助项目。B1复合材料的储能模量Ecc随温度的升高而急作者简介梁基照,男,45岁。副教授。1980年毕业于剧下降(曲线斜率突变),而损耗模量Ed和损耗华南工学院(现
6、华南理工大学)化工机械系,获硕士学位。现因子tanD曲线则分别出现2个峰和1个平台,主要从事聚合物复合材料的研究。已发表论文近300篇,著有5轻工机械优化设计6等。Ecd曲线的一个峰顶温度为12e,是连续相(基第1期梁基照1PP/EPDM/玻璃微珠复合材料动态力学性能的研究13从图2可以看出,在相同温度下,PP/EPDM/B2复合材料的Ec值低于PP/EPDM/B1复合材料,且温度为-10~+40e时差值较大;在常温区内,玻璃微珠的表面处理对复合材料的Ecc有较明显的影响,温度高于50e后,影响较小。PP/EPDM/玻璃微珠复合材料的Ecc与玻璃微珠
7、的体积分数Ug的关系如图3所示(EPDM的体积分数为0110)。从图3可以看出,两种复合材料的Ecc均随Ug的增大而呈非线性的增大;在相同条件下,PP/EPDM/B1复合材料的Ecc值高于PP/EPDM/B2复合材料,且两者的差值随Ug的增大而增大;此外,当Ug超过0125后,PP/EPDM/B2复合材料的Ecc增加缓慢。原因之一是玻璃微珠的弹性模量远远大于PP和EPDM,玻璃微珠在复合材料中起着骨架的作用,因此复合材料的Ecc随Ug的增大而增大。原因之二是复合材料的模量是整体力学性能,其很大程度上取决于玻璃微珠与基体即PP之间的界面粘合强度(玻璃微
8、珠和图1PP/EPDM/B1复合材料动态力学性能与温度的关系EPDM各自分散于PP中),当环境温度远远低1)
