“沙袋結構”增韌PA6-EPDM-nano-CaCO3三元復合材料相形貌及增韌機理研究.pdf

1、本論文采用三元乙丙橡膠（EPDM）和馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM-g-MAH）的復配共混物為彈性體（EPDM-M），納米碳酸鈣（nano-CaCO3）為無機剛性粒子，研究了彈性體與無機剛性粒子協同增韌尼龍6（PA6）。通過在PA6基體中構建EPDM-M包覆nano-CaCO3團聚體的“沙袋結構”，制備了高韌性的PA6三元復合材料，利用儀器化沖擊試驗、掃描電子顯微鏡（SEM）等手段研究了復合材料形態(tài)結構與性能的關系，并進一步探討了“

2、沙袋結構”粒子對PA6的增韌機理。主要研究內容和結果如下：
　　1、研究了雙螺桿擠出機喂料速率和主機轉速對PA6/EPDM-M/nano-CaCO3三元復合材料微觀形態(tài)和力學性能的影響。結果顯示增大喂料速率和主機轉速可以有效提高“沙袋結構”粒子在復合材料中的分散效果。與此同時，喂料速率和主機轉速對復合材料的拉伸、彎曲強度影響較小，而對沖擊強度影響較大。復合材料的沖擊強度和裂紋擴展能隨著喂料速率的增加而增大，隨著主機轉速的提高而出現

3、先增大后減小并在轉速為100r/min時出現最大值。
　　2、研究了“沙袋結構”粒子尺寸對PA6/EPDM-M/nano-CaCO3三元復合材料的沖擊強度的影響。研究結果發(fā)現“沙袋結構”粒子尺寸隨著EPDM-g-MAH接枝率及含量的增加而減小。而復合材料的沖擊強度隨著“沙袋結構”粒子尺寸的減小而增大。分散相最小粒徑為0.58μm，此時復合材料的沖擊強度最大為97.5kJ/m2。
　　3、探討了在PA6/EPDM-M/nano

4、-CaCO3三元復合材料中“沙袋結構”的空洞化對韌性的影響。研究發(fā)現，隨著過氧化二異丙苯（DCP）的含量從0增加到0.4wt％，EPDM-M/nano-CaCO3母料的彈性形變和體積應變減小，PA6/EPDM-M/nano-CaCO3三元復合材料的沖擊強度降低。EPDM交聯限制了“沙袋結構”粒子的空洞化和擴張，從而降低了復合材料的韌性。這說明在“沙袋結構”增韌PA6三元復合材料中，“沙袋結構”粒子的空洞化對復合材料的韌性有著重要的影響。