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聚丙烯復合材料的斷裂和增韌機理

聚丙烯復合材料的斷裂和增韌機理

脆性材料的增韌一直是聚合物研究的一項重要課題，但迄今為止成功的增韌改性都是以橡膠和彈性體類作為增韌劑，增韌機理的研究也都是從彈性體增韌性材料模型出發的，細致地分析橡膠增韌機理，我們發現橡膠微粒之所以具有增韌效果，主要不是由于橡膠本身吸收能量，而是因為橡膠微粒在基體中起應力集中體的作用，引起或促進基體的剪切屈服和銀紋化，增加了基體塑體性能的吸收。我們通過對剛性微粒的力學分析認為，剛性微粒不僅本身可以屈服冷拉，也有可能引起基體的剪切屈服和銀紋化從而使材料的韌性得到提高。根據以上設想，我們選擇在無缺口時易于屈服形變的聚丙烯作為基體，以不能發生塑形變的無機填料（RIF）CaCO_3, Talc, Mica和可以發生塑性形變的聚乙烯ROF為填料，設計了系統的力學實驗，對剛性填料的增韌機理進行了深入的研究。為了克服普通沖擊實驗方法的不嚴格性，我們參考有關文獻建立了適合于聚烯烴材料斷裂韌性表征的J-積分方法，并結合線彈性斷裂力學實驗方法對填料增強聚丙烯復合材料的斷裂韌進行了研究，得到填料使復合材料斷裂韌性的提高的結論。