论文部分内容阅读
对于纤维增强树脂基复合材料,界面作为增强纤维与基体连接的“桥梁”,包含重要的微结构,对复合材料的物理、化学及力学性能有着极为重要的影响。本文利用带热台的偏光显微镜(POM)研究了PET纤维/iPP复合材料的等温和非等温过程的结晶行为和形态,考察了结晶温度、降温速率、基体分子量对PET纤维/iPP复合材料的界面和基体结晶形态的影响。研究工作及研究结果表明:1.静态条件下PET纤维对iPP有良好的a-成核能力,不同温度下在不同分子量的iPP基体中,纤维表面出现晶核的时间不同,对所形成的横晶的厚度和生长速率也有很大影响。2.不同制样方法对PET/iPP复合体系的基体和界面结晶形态有重要的影响,研究发现把PET纤维直接通过热压法压入iPP熔体中制得的试样,纤维对iPP基体有很强的α诱导成核能力。但是,在Haake中共混制得的试样,复合体系的基体形态和纤维的诱导能力都有很大的变化,即随着体系中纤维含量的增加,逐渐不再形成横晶层,另外,基体中成核能力变强了。3PET/iPP共混体系在静态条件下,将PET纤维熔融后形成的颗粒对iPP也有较强的诱导作用,在某些直径较大颗粒的表面形成了密度很高的成核点,每个核只能在垂直于基材表面的方向上向外生长,最终形成了横晶结构。但是并不是所有的颗粒都能诱导形成横晶,当PET颗粒尺寸较小时其表面不会形成横晶结构,即增强相的尺寸对iPP的结晶行为有很大影响。最后提出了横晶的形成由以下三个因素决定:(1)PET纤维表面的粗糙度;(2)晶格匹配;(3)复合体系在冷却过程中固液两相界面之间的热应力。PET纤维表面分布的许多不规则的突起点为结晶提供了一些成核点,但是由于界面应力使伸展的高分子链,成为位置高度集中的成核的种子,最终形成横晶结构。对PET/iPP共混体系,直径比较大的颗粒由于附生结晶而形成,对直径较小的颗粒,与iPP基体没有晶格匹配,不会有晶核形成,因而不能形成横晶层。