聚合物基復(fù)合材料界面橫晶的分析.pdf

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1、聚合物基復(fù)合材料界面橫晶的分析《上海塑料》2012年第2期(總第158期)聚合物基復(fù)合材料界面橫晶的分析康永(陜西金泰氯堿化工有限公司，陜西榆林718100)摘要對橫晶形成的機(jī)制進(jìn)行分析，并將橫晶對材料的一些影響作了相應(yīng)的剖析。關(guān)鍵詞聚合物；復(fù)合材料；界面；橫晶體；結(jié)晶結(jié)構(gòu)中圖分類號：TQ320．66文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10095993(2012)02—0020—04ResearchoftheInterfaceTranscrysta?zatiOnofP0lymerMatrixCompositesKANGYong(ShaanxiJintaiChlor—alkaliC

2、hemicalCo．，Ltd．，Yulin718100，China)Abstract：Theformationmechanismofthetranscrystal1izationisanalyzed，andtheinfluenceofthetranscrystallizationtothepolymermatrixcompositesisalsoanalyzed．Keywords：polymer；composite；interface；transcrystallization；crystallinestructure0前言1橫晶形成機(jī)制由異相表面引起成核，進(jìn)而生成的聚

3、合物結(jié)晶霍紅等[5]認(rèn)為纖維和聚丙烯過冷熔體組成的超分子結(jié)構(gòu)稱為橫晶l_】]。橫晶的結(jié)構(gòu)與球晶的結(jié)復(fù)合材料中，由于拉動纖維產(chǎn)生剪切應(yīng)力而誘導(dǎo)生構(gòu)是完全相同的，橫晶是球晶的一種特殊狀態(tài)，即：成的橫晶與纖維的種類和結(jié)晶溫度無關(guān)。取向態(tài)球晶。雖橫晶中片晶生長方向相同，但在楊衛(wèi)疆等¨6]認(rèn)為聚丙烯與玻璃纖維作用是可橫晶與纖維問，即在纖維的表面區(qū)域是非取向的。以產(chǎn)生橫晶的。但有兩個(gè)前提條件：其一，聚丙烯傳統(tǒng)的理念認(rèn)為：在纖維表面異相成核密度達(dá)到一與玻璃纖維間要存在化學(xué)結(jié)合，這種化學(xué)結(jié)合可以定程度時(shí)，晶粒生長由徑向轉(zhuǎn)變?yōu)檠卮怪庇诶w維表通過改性聚丙烯與對玻璃纖維覆蓋偶聯(lián)劑來實(shí)現(xiàn)；面

4、方向生長，即為橫晶生長。在許多纖維增強(qiáng)的高其二，慢速冷卻。他們認(rèn)為應(yīng)力是誘導(dǎo)結(jié)晶產(chǎn)生晶分子復(fù)合材料中都可得到橫晶結(jié)構(gòu)。聚合物基體核的主要原因；橫晶區(qū)的結(jié)晶與基體區(qū)的結(jié)晶是完與填充體間的晶格匹配、氫鍵作用對橫晶的形成是全一致的結(jié)晶，只是因?yàn)閼?yīng)力產(chǎn)生的時(shí)間不同，使至關(guān)重要的。其形成的界面橫晶改變了復(fù)合體系得玻璃纖維表面先開始結(jié)晶，基體區(qū)后開始結(jié)晶。的界面結(jié)構(gòu)，對復(fù)合材料界面應(yīng)力傳遞作用及破壞若聚丙烯與玻璃纖維的界面結(jié)合較弱或兩者問沒力行為會產(chǎn)生較大影響_2]。本文對聚合物基復(fù)合有相互作用，則玻璃纖維表面晶核密度較小，沒有材料形成橫晶的機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)的分類剖析，并對一橫晶現(xiàn)象

5、產(chǎn)生。快速冷卻不出現(xiàn)橫晶是因?yàn)榛w些影響因素進(jìn)行分析。區(qū)結(jié)晶落后于界面結(jié)晶的現(xiàn)象不明顯，界面晶體與基體晶體幾乎同時(shí)生成。何嘉松等l7用熔點(diǎn)較低的熱致液晶性芳香共收稿日期：2011-11-10聚酯，其硬鏈段的摩爾分?jǐn)?shù)較低，相對分子質(zhì)量也作者簡介：康永(1983)，男，碩士研究生，從事化工工藝技術(shù)與新材料研究開發(fā)。較低，但它在PP熔體中原位形成的微纖已經(jīng)導(dǎo)致2O聚合物基復(fù)合材料界面橫晶的分析《上海塑料》2012年第2期(總第158期)由于基質(zhì)表面成核點(diǎn)多，可同時(shí)誘發(fā)增長許多晶面的成核密度低無法形成橫晶。在低的結(jié)晶溫度簇，以致于只向同一方向生長。它與球晶在本質(zhì)上下，雖然基質(zhì)

6、表面的成核密度高，但由于基體本體與基體結(jié)構(gòu)是一樣的。由于基質(zhì)與基體間在熱膨中的成核密度也很高，兩者形成競爭，橫晶生長受脹系數(shù)上的差異，從而在界面區(qū)域引起收縮應(yīng)力的阻。只有在適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶溫度范圍內(nèi)，當(dāng)基體在基質(zhì)情況一定存在，即：纖維與基體接觸的界面在熱過表面的成核密度較高，而在本體中的成核密度較低程中有較大的收縮應(yīng)力集中，從而使基體大分子鏈時(shí)，橫晶才能順利生長。這尤其是對形成致密程度在此首先發(fā)生取向、規(guī)則排列。這一因素以及基質(zhì)高、完整的橫晶而言。當(dāng)然，不同基體在同種基質(zhì)給基體提供的成核表面均可使基體的結(jié)晶成核能表面形成橫晶的溫度范圍是不同的。壘降低，基質(zhì)表面的基體在較高溫

7、度下即可結(jié)晶。未接枝的CFA復(fù)合材料及接枝的CFB復(fù)合此時(shí)，遠(yuǎn)離基質(zhì)的基體分子由于成核能壘較高尚未材料在130~210℃均可形成橫晶。但在同一溫度能進(jìn)行結(jié)晶。隨著溫度的降低，纖維表面的成核點(diǎn)下，不同表面特性的CF導(dǎo)致形成的橫晶密度及完結(jié)晶生長，并向無定型區(qū)域擴(kuò)展；而遠(yuǎn)離基質(zhì)的基整程度之間存在著一定的差別。在較低溫的130體在達(dá)到一定溫度后才開始成核結(jié)晶生長，這樣就℃，150℃時(shí)，由于過冷度較大，未接枝的CF由于形成了界面橫晶l1。是結(jié)晶性物質(zhì)，在PA6作為基體時(shí)具有誘發(fā)橫晶本質(zhì)上球晶和橫穿晶都是由片晶組成的，是的能力；但接枝的CFB復(fù)合材料形成的橫晶