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填料對TPE的性能有什么影響?

發(fā)表時間:2021/12/24 責任編輯:中塑在線

  填料是用以改善復合材料性能(如硬度、剛度及沖擊強度等),并能降低成本的固體添加劑,它與增強材料不同,填料呈顆粒狀。而呈纖維狀的增強材料不作為填料。那么填料對TPE的性能有什么影響嗎?下面就跟隨中塑小編一起來看看吧!



  無機剛性粒子自身的性質包括粒子種類、形狀、尺寸、粒徑分布、表面積和孔隙率以及物理、機械、化學、熱、光和電等其它性能。其中粒子種類和尺寸是影響其增韌增強TPE效果的重要因素。不同種類和尺寸的填料在復合體系中的增韌的效果不同,研究發(fā)現(xiàn),碳酸鈣、滑石粉、高嶺土和玻璃微珠在填料/TPE用量比為10/90時,其他相同條件下填充TPE,增韌效果順序為:重鈣 >高嶺土>輕鈣>滑石粉>玻璃微珠,增強效果順序為:玻璃微珠 >滑石粉>輕鈣>重鈣 >玻璃微珠。當填料的質量分數(shù)達到50%時強度比原來減小,說明填料的添加存在添加量。


  粒徑對其增韌效果具有顯著的影響,粒徑大的粒子更容易在聚合物基體內(nèi)形成缺陷,從而引發(fā)脆性裂紋,損害材料的韌性。而粒子的粒徑越小,比表面積越大,與聚合物發(fā)生物理和化學結合的可能性就越大,粒子與基體的界面粘結效果也更好,當材料受到拉伸時,基體將產(chǎn)生更大的屈服,吸收更多的能,起到更好的增強效果。一般認為,粒子的粒徑要小于5μm。研究不同粒徑的碳酸鈣對TPE材料性能的影響時發(fā)現(xiàn),復合TPE材料的力學性能均比純 TPE有所提高,且隨著粒徑的減小,沖擊韌性逐漸增大。但粒子的粒徑過小,粒子表面能高,顆粒之間作用力過強而處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài),極易聚集成團,影響顆粒的實際增韌效果。


  無機剛性粒子的粒徑分布也是影響增韌效果的重要因素,在等平均粒徑、等體積分數(shù)的條件下,粒徑分布變寬可使粒子的表面積減小,從而使損傷競爭準數(shù)增大,不利于增韌;同時,當粒徑分布寬到一定程度時,由于材料的斷裂應力與缺陷尺寸的平方根成反比,此時,粒徑較大的粒子對材料的斷裂行為起主要作用,也會使損傷競爭準數(shù)增大。由此可見,粒徑分布變寬,不利于脆韌轉變的發(fā)生。綜上可知,在相同的粒子含量下,剛性粒子粒徑要小于使材料產(chǎn)生缺陷的危險,并且分布要窄,這時體系的增韌效果達到佳。


  TPE、無機剛性粒子的性質及用量、無機粒子與TPE間的界面相互作用、無機剛性粒子在TPE中的分散情況是影響無機剛性粒子增強效果的主要因素。在制備復合材料過程中,除了要增加TPE的強度、選擇適宜粒徑的無機剛性粒子,才能達到較好的增韌效果。

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