發(fā)表時(shí)間:2021/12/24 責(zé)任編輯:中塑在線
填料是用以改善復(fù)合材料性能(如硬度、剛度及沖擊強(qiáng)度等),并能降低成本的固體添加劑,它與增強(qiáng)材料不同,填料呈顆粒狀。而呈纖維狀的增強(qiáng)材料不作為填料。那么填料對(duì)TPE的性能有什么影響嗎?下面就跟隨中塑小編一起來(lái)看看吧!
無(wú)機(jī)剛性粒子自身的性質(zhì)包括粒子種類、形狀、尺寸、粒徑分布、表面積和孔隙率以及物理、機(jī)械、化學(xué)、熱、光和電等其它性能。其中粒子種類和尺寸是影響其增韌增強(qiáng)TPE效果的重要因素。不同種類和尺寸的填料在復(fù)合體系中的增韌的效果不同,研究發(fā)現(xiàn),碳酸鈣、滑石粉、高嶺土和玻璃微珠在填料/TPE用量比為10/90時(shí),其他相同條件下填充TPE,增韌效果順序?yàn)椋褐剽} >高嶺土>輕鈣>滑石粉>玻璃微珠,增強(qiáng)效果順序?yàn)椋翰A⒅?>滑石粉>輕鈣>重鈣 >玻璃微珠。當(dāng)填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)強(qiáng)度比原來(lái)減小,說(shuō)明填料的添加存在添加量。
粒徑對(duì)其增韌效果具有顯著的影響,粒徑大的粒子更容易在聚合物基體內(nèi)形成缺陷,從而引發(fā)脆性裂紋,損害材料的韌性。而粒子的粒徑越小,比表面積越大,與聚合物發(fā)生物理和化學(xué)結(jié)合的可能性就越大,粒子與基體的界面粘結(jié)效果也更好,當(dāng)材料受到拉伸時(shí),基體將產(chǎn)生更大的屈服,吸收更多的能,起到更好的增強(qiáng)效果。一般認(rèn)為,粒子的粒徑要小于5μm。研究不同粒徑的碳酸鈣對(duì)TPE材料性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),復(fù)合TPE材料的力學(xué)性能均比純 TPE有所提高,且隨著粒徑的減小,沖擊韌性逐漸增大。但粒子的粒徑過(guò)小,粒子表面能高,顆粒之間作用力過(guò)強(qiáng)而處于熱力學(xué)非穩(wěn)定狀態(tài),極易聚集成團(tuán),影響顆粒的實(shí)際增韌效果。
無(wú)機(jī)剛性粒子的粒徑分布也是影響增韌效果的重要因素,在等平均粒徑、等體積分?jǐn)?shù)的條件下,粒徑分布變寬可使粒子的表面積減小,從而使損傷競(jìng)爭(zhēng)準(zhǔn)數(shù)增大,不利于增韌;同時(shí),當(dāng)粒徑分布寬到一定程度時(shí),由于材料的斷裂應(yīng)力與缺陷尺寸的平方根成反比,此時(shí),粒徑較大的粒子對(duì)材料的斷裂行為起主要作用,也會(huì)使損傷競(jìng)爭(zhēng)準(zhǔn)數(shù)增大。由此可見(jiàn),粒徑分布變寬,不利于脆韌轉(zhuǎn)變的發(fā)生。綜上可知,在相同的粒子含量下,剛性粒子粒徑要小于使材料產(chǎn)生缺陷的危險(xiǎn),并且分布要窄,這時(shí)體系的增韌效果達(dá)到佳。
TPE、無(wú)機(jī)剛性粒子的性質(zhì)及用量、無(wú)機(jī)粒子與TPE間的界面相互作用、無(wú)機(jī)剛性粒子在TPE中的分散情況是影響無(wú)機(jī)剛性粒子增強(qiáng)效果的主要因素。在制備復(fù)合材料過(guò)程中,除了要增加TPE的強(qiáng)度、選擇適宜粒徑的無(wú)機(jī)剛性粒子,才能達(dá)到較好的增韌效果。