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浅析聚合物合金设计(二):结构设计

作者:admin    添加时间:2015-02-05 09:31:11    浏览量:4290

前文已经提到,聚合物合金的性能依赖于其组成的各个组分的机械性能、物理性质和化学性质。同时,微观相态结构的构筑(包括相畴尺寸、形状和所处的界面环境等)是聚合物合金达到宏观性能突变的最根本原因。聚合物合金设计,可以说配方设计是基础,结构设计是关键。

 

同样以“PC/PBT合金的断裂韧性”为例,研究发现:PC/PBT相界面能否发生脱粘-空洞化现象是增韧的关键。只有断裂之前发生界面脱粘-空化现象,才能发生平面应变-平面应力转化。图1是PC/PBT体系的增韧机理示意图:


图1 PC/PBT体系的增韧机理示意图

 

1、在三维准静态应力作用下,裂纹尖端的PBT相容易引发银纹。如果PBT和PC两相界面强度较好,PBT银纹会被PC相稳定化;如果相界面强度太弱,界面会成为银纹扩展通道,银纹很容易发展成不稳定的裂纹;

 

2、随着应力的进一步增加,相界面处会发生界面脱粘-空化现象,形成局部微孔洞;

 

3、微孔洞进一步粗化,解除了平面应变受限,微孔洞之间区域会发生大量的剪切屈服塑性形变。

 

基于上述讨论,PC/PBT体系的界面强弱是能否提高其断裂韧性的关键,界面强度太弱,不能稳定扩展的银纹;界面强弱太强,则不容易发生界面脱粘-空化现象,高度的平面应变约束下,材料仍然表现脆性破坏。因此,如何控制PC/PBT体系的界面强度、究竟该把界面强度控制在怎样的一个水平都是非常值得深入探讨的课题,比如如何设计合金的配方组分,比如如何控制加工过程的工艺条件,比如如何通过后处理稳定相态结构等等,让我们都来分享自己的宝贵经验吧