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在塑料中添加重鈣粉對其力學性能的影響是什么

添加時間:2016年11月18日   【字體大小: 】 關注:953

  利用礦物填料實現塑料的填充改性,目的是想在經濟上或在塑料某些性能上得到預期的效果,但同時也會出現某些不希望的影響。

  (1)彈性模量

  彈性模量經常用來表征填充體系。純樹脂制成的塑料制品其彈性模量都比較低。重鈣粉的加入使填充塑料的彈性模量增大,這主要是因為重鈣粉的模量比聚合物的模量大很多倍。一般來說,窄分布的大顆粒填料,填充體系的彈性模量的增大較少;當填料顆粒為片狀或纖維狀,填充體系的彈性模量顯著增大。

  (2)拉伸強度和伸長率

  在填充塑料中重鈣粉為分散相,被分割在基體樹脂的連續相中,在受力截面上基體樹脂的面積必然小于純樹脂構成的材料,所以填充塑料的拉伸強度較未填充體系一般有所下降。但如果通過表面處理,填料與基體樹脂的界面黏合得好,填充體系的拉伸強度可能會高于基體的拉伸強度。高長徑比、高徑厚比的纖維狀或片狀填料都能使復合材料的拉伸強度得到改善。

  對于增強型塑料,如纖維的取向和受力方向一致,且纖維表面與基體樹脂又很好的黏合,則會使填充材料的拉伸強度有顯著提高。

  填充體系因重鈣的存在,在受到拉伸應力時其斷裂伸長率均有所下降,其主要原因是因為絕大多數填料本身是剛性的。但試驗研究中發現,在填料用量低于5%時,而且當填料的粒徑又是很小時,填充塑料的斷裂伸長率有時比基體樹脂本身的斷裂伸長率要高,這可能是由于在低濃度時填料的細小顆粒與基體一起移動的緣故。

  (3)沖擊強度

  填料的加入往往使填充塑料抗沖擊性能下降。作為分散相的填料顆粒在基體中起到應力集中劑的作用,一般來說,這些填料的顆粒是剛性的,不能在受力時變形,也不能終止裂紋或產生銀紋吸收沖擊能,因而會使填充塑料的脆性增加。下列因素有助工提高沖擊強度:顆粒尺寸,在一定范圍能明顯提高沖擊強度;顆粒形狀,長徑比是zui重要因素,使用纖維填料是提高沖擊強度較有效的方法;顆粒硬度,中空顆粒和低硬度的填料顯著降低沖擊強度;與基體的相互作用,填料表面與基體之間有適宜的黏合(不能過強,也不能過弱)有助于提高沖擊強度。

  近年來研究發現,采用適當的表面處理技術,剛性粒子同樣可以達到相增韌的目的,這就是近年發展起來的剛性粒子增韌理論。

  (4)彎曲強度

  填充塑料的彎曲強度對大多數填料,都會隨填料的加入和份數的增加下降,其下降強度與基體樹脂是否為韌性聚合物以及填料的幾何形狀有關,還與填料在基體中的分散情況及加工時的取向有關。徑厚比大的填料或偶聯劑等表面處理劑處理的填料,可使韌性聚合物的彎曲強度提高。使填料在復合材料中取向的混合方法和加工工藝,是提高填充體系彎曲強度最有希望的途徑。

  此外,重鈣粉填充塑料對填料體系的壓縮強度,撕裂強度等力學性質,以及填料體系的硬度、摩擦性質、熱性質、光學性質、磁電性質等其他物理性質也都會帶來一定影響。

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