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火狐体育网页版链接:超细粉体通过粉体改性剂的表面处理填充改性界面机理分析

发布时间:2022-09-16 15:21:01 来源:火狐体育网页版登录 作者:火狐体育登录注册

  超细粉体普遍通过粉体改性剂进行表面包覆改性后,再填充改性塑料中。正是由于界面区的存在,通过界面区将树脂基体和填充材料结合成一个整体,并通过它传递外场作用。界面的存在也将复合材料分割成许多微区,因此阻止了裂纹的扩展、使材料破坏中断、应力集中的减缓等功能。目前界面工程科学工作者认为界面作用机理主要有下面几种理论。

  化学键理论认为,一些填充改性塑料体系填充材料和树脂基体间之所以形成强的结合,是因为通过化学键将两者连接在一起。化学键的连接有几种类型树脂基体分子链上的官能团与填料表面的官能团发生化学反应,填料材料表面用粉体改性剂进行处理,粉体表面改性剂分子一部分带有可与填充材料表面官能团反应的基团,另一部分含有可与树脂基体大分子反应的官能团,形成填充材料与树脂基体之间的化学键连接界面区中的表面活性剂分子,其一端与填充材料表面的官能团反应形成化学键,另一端与树脂基体发生化学反应,但以某种形式形成强的结合,或者是相反的情况。

  化学键理论广泛解释了粉体表面改性剂的作用,对指导选择粉体表面改性剂、合成新的表面处剂,指导无机填充改性聚合物复合材料的制备起到决定性作用。

  该理论认为,填充材料与树脂基体间的结合模式属于机械粘附与润湿吸附。机械粘附模式是一种机械铰合现象,即树脂固化后,大分子进入填充材料表面的凹陷、微孔洞中形成机械铰链润湿吸附模型是物理吸附现象,是范德华力作用,两种作用实际上往往同时存在。树脂基体在填充材料表面良好的润湿是极其重要的,若润湿不良,受到外力的作用时,在界面处产生脱钻,界面区就成了应力集中物,应力集中效应导致复合材料在低应力下破坏。若能形成完全润湿,则由物理吸附产生的钻附力能超过树脂基体的内聚能,就能产生好的复合效果。

  该理论认为,处于树脂基体和填充材料之间的处理剂,提供了一种具有“自愈能力”的化学键。这种化学键在外力的作用下,处于不断断裂和形成的动态平衡状态。当低分子物,如水浸蚀复合材料时,将使界面的化学键断裂,同时在应力作用下,处理剂能沿填充材料的表面滑移到新的位置后,已断裂的键又能重新结合成新键,使树脂基体与填充材料之间仍能保持一定的薪合强度。这个变化过程的同时,也使应力松弛,从而减弱了界面区中第一类微观应力集中,也可减缓复合材料的破坏。

  该理论认为,对填充材料进行表面处理的处理剂在填充材料与树脂基体间的界面形成了一层塑性层,当受到外力作用时,它能发生形变,松弛界面应力作用,同时还能阻止裂纹扩展,使复合材料免遭破坏。

  该理论认为,对填充材料进行表面处理的处理剂构成了界面区的一部分,其弹性模量介于高弹性模量的填充材料和低弹性模量的树脂基体之间,能起到均匀传递应力,从而减弱界面应力作用。摩擦理论该理论认为,树脂基体与填充材料间界面的形成粘接是由于摩擦作用,树脂基体与填充材料间的摩擦系数决定了复合材料的强度。对填充材料进行表面处理,其作用在于增加了树脂基体与填充材料间的摩擦系数,从而使复合材料的强度提高。

  终上所述,不管界面作用机理分为多少种理论,但是最终的效果表达为,对超细粉体的分散、增加与树脂的相容性,提升塑料制品的各项性能。


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