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本文以界面相互作用对聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物/硫酸钡三元复合体系结构与性能的影响为主线,分别以共聚聚丙烯及均聚聚丙烯为基体树脂,设计了三种具有不同界面相互作用的PP/POE/BaSO4三元复合体系。研究了界面设计对三元复合体系的形态结构、结晶行为、力学性能以及流变性能的影响规律,从界面粘接与微观形变及断裂机理的关系出发,讨论了三元复合体系的增韧机理。通过流变性能研究,讨论了界面设计对三元复合体系剪切屈服行为与触变行为的影响。 采用反应性加工方法处理的BaSO4填料(BM母料)所制备的三元复合体系(EM、TM系列),POE包覆在BaSO4填料表面形成核-壳包容物分散在PP基体中,体系中界面相互作用最强。采用未经任何处理的BaSO4填料(BO母料)所制备的三元复合体系(EO、TO系列)与采用钛酸酯偶联剂处理的BaSO4填料(BN母料)所制备的三元复合体系(EN、TN系列),其形态结构均为完全分离结构,前者的界面相互作用强于后者。 POE与共聚聚丙烯及均聚聚丙烯相容性上的差别,导致POE对于共聚及均聚聚丙烯的结晶行为具有不同的影响。POE对于均聚聚丙烯的结晶具有异相成核的作用,使聚丙烯的结晶速率变快。但是,POE分子中的辛烯长链严重影响了聚丙烯分子链的运动与重排,导致聚丙烯的结晶度下降。 三元复合体系中,BaSO4粒子对于聚丙烯基体的结晶具有异相成 中文摘要核的作用。BaSO。粒子的成核活性受到形态结构与界面相互作用的影响。完全分离结构中BaSO。粒子的成核活性较大,对于同样是完全分离结构的三元复合体系,BaSO。粒子的成核活性取决于BaSO。粒子与聚丙烯基体之问界面相互作用的强弱,BaSO。粒子的成核活性随着界面相互作用的增强而提高。 形态结构与界面相互作用是影响三元复合体系力学性能的重要因素。核-壳结构的三元复合体系的拉伸屈服应力、冲击韧性大于完全分离结构的三元复合体系,但前者的弯曲模量与断裂伸长率小于后者。 仪器化冲击实验结果表明,三元复合体系的增韧机理与裂纹扩展能的提高相关联。裂纹扩展能的提高受到形态结构与界面粘接的影响。核.壳包覆结构的三元复合体系具有最高的裂纹扩展能。 冲击断面形貌分析表明,高速形变条件下,BaSO。粒子与聚丙烯基体之间的界面脱粘以及POE诱发聚丙烯基体发生剪切屈服是具有完全分离结构三元复合体系的主要增韧途径。具有核-壳结构的三元复合体系中,核-壳包容物使得POE的表观体积增大,“基体层”厚度变小,更容易使局部的应力状态从乎面应变状态向平面应力状态转化。聚丙烯基体发生大面积的剪切屈服,吸收了冲击能量。与此同时,核-壳包容物的结构在受到冲击过程中也被破坏,BaSO4粒子表面的POE层被拉伸撕裂成丝状物将BaSO。粒子与聚丙烯基体连接在一起,对裂纹扩展能的提高具有重要贡献。冲击断面形貌分析结果与仪器化冲击实验结果相吻合。 利用剪切屈服应力值与触变环上行曲线剪切应力值的相对大小,可以定性地得到三元复合体系中网络结构的相对强弱,即**5>E05>*NS以及**5>n5>*NS。触变环实验中,上行曲线的剪切应力值不仅反映了三元复合体系中网络结构的强度,而且也是体系中界面相互作用强弱程度的一种表征手段,与采用零剪切粘度表征界面相互作用的方法具有可比性。 以上研究为高强度、高韧性PP/POE/BaSO。复合材料的制备与加工提供了理论根据。