聚合物基复合材料界面横晶的分析.pdf

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1、聚合物基复合材料界面横晶的分析《上海塑料》2012年第2期(总第158期)聚合物基复合材料界面横晶的分析康永(陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西榆林718100)摘要对横晶形成的机制进行分析，并将横晶对材料的一些影响作了相应的剖析。关键词聚合物；复合材料；界面；横晶体；结晶结构中图分类号：TQ320．66文献标志码：A文章编号：10095993(2012)02—0020—04ResearchoftheInterfaceTranscrysta⋯zatiOnofP0lymerMatrixCompositesKANGYong(ShaanxiJintaiChlor—alkaliC

2、hemicalCo．，Ltd．，Yulin718100，China)Abstract：Theformationmechanismofthetranscrystal1izationisanalyzed，andtheinfluenceofthetranscrystallizationtothepolymermatrixcompositesisalsoanalyzed．Keywords：polymer；composite；interface；transcrystallization；crystallinestructure0前言1横晶形成机制由异相表面引起成核，进而生成的聚

3、合物结晶霍红等[5]认为纤维和聚丙烯过冷熔体组成的超分子结构称为横晶l_】]。横晶的结构与球晶的结复合材料中，由于拉动纤维产生剪切应力而诱导生构是完全相同的，横晶是球晶的一种特殊状态，即：成的横晶与纤维的种类和结晶温度无关。取向态球晶。虽横晶中片晶生长方向相同，但在杨卫疆等¨6]认为聚丙烯与玻璃纤维作用是可横晶与纤维问，即在纤维的表面区域是非取向的。以产生横晶的。但有两个前提条件：其一，聚丙烯传统的理念认为：在纤维表面异相成核密度达到一与玻璃纤维间要存在化学结合，这种化学结合可以定程度时，晶粒生长由径向转变为沿垂直于纤维表通过改性聚丙烯与对玻璃纤维覆盖偶联剂来实现；面

4、方向生长，即为横晶生长。在许多纤维增强的高其二，慢速冷却。他们认为应力是诱导结晶产生晶分子复合材料中都可得到横晶结构。聚合物基体核的主要原因；横晶区的结晶与基体区的结晶是完与填充体间的晶格匹配、氢键作用对横晶的形成是全一致的结晶，只是因为应力产生的时间不同，使至关重要的。其形成的界面横晶改变了复合体系得玻璃纤维表面先开始结晶，基体区后开始结晶。的界面结构，对复合材料界面应力传递作用及破坏若聚丙烯与玻璃纤维的界面结合较弱或两者问没力行为会产生较大影响_2]。本文对聚合物基复合有相互作用，则玻璃纤维表面晶核密度较小，没有材料形成横晶的机制进行详细的分类剖析，并对一横晶现象

5、产生。快速冷却不出现横晶是因为基体些影响因素进行分析。区结晶落后于界面结晶的现象不明显，界面晶体与基体晶体几乎同时生成。何嘉松等l7用熔点较低的热致液晶性芳香共收稿日期：2011-11-10聚酯，其硬链段的摩尔分数较低，相对分子质量也作者简介：康永(1983)，男，硕士研究生，从事化工工艺技术与新材料研究开发。较低，但它在PP熔体中原位形成的微纤已经导致2O聚合物基复合材料界面横晶的分析《上海塑料》2012年第2期(总第158期)由于基质表面成核点多，可同时诱发增长许多晶面的成核密度低无法形成横晶。在低的结晶温度簇，以致于只向同一方向生长。它与球晶在本质上下，虽然基质

6、表面的成核密度高，但由于基体本体与基体结构是一样的。由于基质与基体间在热膨中的成核密度也很高，两者形成竞争，横晶生长受胀系数上的差异，从而在界面区域引起收缩应力的阻。只有在适当的结晶温度范围内，当基体在基质情况一定存在，即：纤维与基体接触的界面在热过表面的成核密度较高，而在本体中的成核密度较低程中有较大的收缩应力集中，从而使基体大分子链时，横晶才能顺利生长。这尤其是对形成致密程度在此首先发生取向、规则排列。这一因素以及基质高、完整的横晶而言。当然，不同基体在同种基质给基体提供的成核表面均可使基体的结晶成核能表面形成横晶的温度范围是不同的。垒降低，基质表面的基体在较高温

7、度下即可结晶。未接枝的CFA复合材料及接枝的CFB复合此时，远离基质的基体分子由于成核能垒较高尚未材料在130~210℃均可形成横晶。但在同一温度能进行结晶。随着温度的降低，纤维表面的成核点下，不同表面特性的CF导致形成的横晶密度及完结晶生长，并向无定型区域扩展；而远离基质的基整程度之间存在着一定的差别。在较低温的130体在达到一定温度后才开始成核结晶生长，这样就℃，150℃时，由于过冷度较大，未接枝的CF由于形成了界面横晶l1。是结晶性物质，在PA6作为基体时具有诱发横晶本质上球晶和横穿晶都是由片晶组成的，是的能力；但接枝的CFB复合材料形成的横晶