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發布日期:2021/9/28 12:59:26 訪問次數:1052
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PBS/Talc復合材料的制備
使用密煉機將干燥后的PBS和四種不同粒子尺寸的Talc分別以不同的質量比(100∶0,97∶3,94∶6,91∶9,88∶12,85∶15和80∶20),在溫度為140℃、轉子轉速為60?r/min的條件下熔融共混12?min,最終得到一系列PBS/Talc復合材料。純PBS,PBS/Talc (400,800,1?250,3?000目)復合材料分別標記為0#,1#,2#,3#,4#試樣。
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Talc尺寸及含量對PBS復合材料性能影響
結晶性能分析
由表可知,隨著粒子尺寸減小,結晶度逐漸降低,最小值為36.34%,相比于純PBS降低了7.8%。實驗結果說明,Talc對于PBS來說是一種十分有效成核劑。Talc的加入改善了PBS結晶性。
Talc目數影響對比:由圖a可知,加入400目和800目Talc時PBS組分在19.48°,21.72°,22.40°和28.64°處分別出現4個主要特征峰,此時PBS的晶型未被改變;加入1?250目和3?000目Talc后在19.48°左側出現了一個小的尖銳吸收峰,說明加入尺寸更小的Talc后其與PBS之間產生了鍵合,使得其與PBS基體間連接處的部分的晶型發生了細微的變化。
Talc含量影響對比:由圖b可知,當Talc含量越高(從3%~20%)時,在19.48°的左側出現的尖銳吸收峰的面積越來越大,說明當Talc含量增多時,其與PBS樹脂基體間的連接部分增多,而對連接處的PBS的晶型改變也越明顯。
力學性能分析
Talc目數影響對比:從圖a中發現,PBS/Talc (1?250目)的沖擊性能最佳。這是因為Talc目數低時其粒徑尺寸較大,在熱塑性樹脂中易團聚,分散不均勻,導致材料易脆性斷裂。粒子尺寸減小至1?250目時,表面羥基數量減少,不易發生團聚現象,使得復合材料的韌性與PBS相比有了較大提升。然而,當粒子尺寸減小至3?000目時,由于尺寸較小,在PBS分子鏈中難以產生作用。
Talc含量影響對比:從圖a中發現,當Talc含量增加時,四個尺寸粒子系列的性能變化均趨于相同,PBS復合材料沖擊性能呈先增大后減小趨勢,且在Talc含量為6%時材料沖擊強度達最大值,尤其是PBS/Talc (1?250目)沖擊強度達到73?J/m,相比于純PBS提升了近70%。
從圖b可以看出,當粒子尺寸逐漸減小時,PBS復合材料拉伸強度逐漸增大,這說明材料的硬度及抗形變能力均逐漸增強。
四個尺寸粒子系列的力學性能變化均趨于相同。
掃描電鏡分析
上圖中b~d圖為Talc含量同為6%且不同目數時PBS復合材料SEM圖,e~f圖為Talc為1250目,且含量分別為9%和20%時PBS復合材料SEM圖。由圖c可知,當加入1?250目Talc后,照片中出現了明顯的“懸崖”式形貌,說明韌性得到了極大的提升,材料從脆性斷裂向韌性斷裂發生轉變。而加入3?000目Talc后(圖d),復合材料的沖擊斷面處反而變得較為光滑,說明Talc的粒子尺寸過小時,反而會使材料的韌性有所下降。加入9%的1?250目Talc時,材料斷面出現了“絲狀”結構(圖e),證明材料韌性得到改善。隨著Talc含量升高至20%時相分離現象逐漸變得明顯(圖f)。說明加入Talc過多時,韌性會因界面間相容性變差而降低。
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