文档介绍：申旧种幸辑
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聚合物共混体脆韧转变的判据
郑文革漆宗能施良和
中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室, 北京盯刃
摘要
本文从应力分析的角度出发, 提出了一个新的判据来表征共混体的脆韧转变, 即
判据, 二嵘常数, 。, 分别为共混体中分散相粒子的临界体积分数及临
界粒径对于给定的基体, 与分散相的形态无关, 仅是基体的特征参数以判
据来处理不同共混体的脆韧转变, 包括极性的共混体系、非极性的
共混体系及填充的共混体系等均取得了满意的结果此外, 本
·
文还首次得到了共混体的冲击韧性与岭关系的主曲线研究表明在处理共
混体的脆韧转变时, 判据较不判据具有更好的适用性
关键词聚合物共混体、脆韧转变、应力分析、判据
近来, 聚合物共混体的增韧机理研究表明临界基体层厚度兀是决定共混体脆韧转变的
唯一因素。一习, 当基体层厚度刀小于不, 即镇兀时, 基体层发生剪切屈服, 并导致共混体脆
韧转变不与分散相的粒径及体积分数无关, 对子给
定的基体, 双仅是基体的特征参数有限元分析表明,
在外力作用下, 分散相粒子起应力集中体的作用, 引起
拉伸方向
,
周围基体层的三维应力集中从而使得基体层发生剪,’一一
切屈服见图协
、‘, ‘‘, 、
如果考虑随的降低相邻粒子间的相互作用加强
, ,
时则可导致应力场交迭从而引起大量的剪切屈服区诊,
, 、
出现切屈服区互相联贯生,
剪关穿基体则产脆韧转橡胶粒子、一
变, 这与逾渗模型处理共混体脆韧转变时所获得的结
剪切屈服区
果一致, 气
图外力作用下, 橡胶粒子周围应力集中
尽管不概念的引人为处理共混体的脆韧转变提
区域示意图
供了一个判据, 但不的物理意义并不十分明确对
舅仓以收稿
国家自然科学基金资助项目
联系人
中国科学辑第卷
于共混体中不同粒径的分散相粒子, 其引起的应力集中区域大小是不同的门, 很难用单参数不
来统一描述其各自的应力集中区域此外, 不的测量是假定共混体中分散相粒子呈简立方分
布, 从而推导出与分散相翘子的体积分数及粒径之间的关系
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但实际上, 共混体中分散相粒子的分布并非是有规的简立方分布研究结果表明共混体
中分散相粒子的分布为无规分布因, 其粒径分布符合对数正态分布, 刁因此, 以不作为脆韧转
变的判据尚存在一些不足
本文从应力分析的角度出发, 推导出一个更适宜的判据来表征共混体的脆韧转变, 并将该
判据应用于不同的共混体系, 均取得了令人满意的结果
脆韧转变的增韧机理
, ,
准韧性基体高聚物如, 等具有较高的无缺口冲击韧性但缺口冲击韧性
口银纹区较低如果加人少量的橡胶与基体共混形成橡胶粒子分散在
口基体中的多相材料, 则可大幅度提高其缺口冲击韧性橡胶
粒子在基体中的作用是使得共混体的断裂行为发生从脆性断
裂至韧性断裂的转变从能量耗散方式来看, 主要是从基体
银纹转变为基体剪切屈服, 因剪切屈服耗散更多的能量, 使得
共混体韧性显著提高, 该转变称为脆韧转变除橡胶分散相
外, 还发现某些塑料粒子或无