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   3 PIP／彈性體／塑料三元共混體系    彈性體用量的增加，雖然大幅度提高了體系的沖擊性能，但卻帶來了剛性、強度、熱變形溫度、流動性的較大損失，且成本亦隨之提高，造成實際應用中的限制。為此，人們考慮將彈性體與塑料共同加入到PP中，形成三元共混體系，用以改善力學性能和降低成本。其中，最常見的就是加入PE。PE在體系中可作為主要組分與PP 組成混合基體，也可以作為第三組分(有時稱為助增韌劑)使用。    張增民等人研究了PP、HDPE和彈性體三元共混體系的力學性能、形態(tài)特征與組成配比的關系。研究結果表明，PP、HDPE和彈性體三元共混可以制成具有高沖擊性能的PP改性材料，常溫缺口沖擊強度大于40kJ／(m2)，其他力學性能較均衡，加工性能良好。重點分析了PP／HDPE為1:1的復合基體對體系的增韌作用。 研究表明， PP／HDPE復合基體的增韌作用有以下幾方面：對PP球晶起到插入、分割、細化作用；改善了彈性體與基體之間的界面粘結性能，顆粒界面有明顯的過渡層；改善了彈性體分散相在基體內的分散狀態(tài)，其平均粒徑(0.48μm)遠小于在PP內的平均粒徑(0 .96μm)；改變了基體的形變特性，復合基體具有較好的韌性， 可同時提供剪切屈服形變和銀紋形變。    傅增力等人在對PP／HDPE和PP／HDPE／SBS(PP／HDPE為5:4)2種PP 多相改性體系的增韌機理研究中，利用單邊缺口裂紋板條試樣進行拉伸實驗，并對裂尖平面應變過程區(qū)進行了SEM觀察。他們發(fā)現，與放射狀銀紋束所表征的純PP 裂尖過程區(qū)的演化過程不同，PP多相改性體系的增韌效應是由裂尖過程區(qū)中逐步形成的蘑菇頭狀超鈍化區(qū)所造成的，并提出了裂尖冷拉過程區(qū)模型來解釋蘑菇頭形空穴形成的原因。與PP／HDPE體系相比，三元共混體系的蘑菇頭空穴形狀更加扁平，并在高速沖擊時具有更好的沖擊韌性值。    Petrovic等人用含有HDPE的商品EPR與單純的EPR來增韌PP。EPR用量為0￣30％。結果表明，當PE存在時，沖擊強度大幅度提高，且隨EPR用量增加而更為明顯。 例如，當PP／EPR為70:30時，含PE的體系其缺口沖擊強度可從單純EPR增韌的約30J／ m提高到120J／m以上。同時，PE的加入也使體系的斷裂伸長率有所增加。Petrovic 認為，體系力學性能的改善應該歸功于一種特殊的EPR／PE粒子形態(tài)，即HDPE 為核并被EPR包埋，形成核-殼結構的復合粒子，分散于PP基體中。在EPR被刻蝕后的SEM 照片中可清晰看出此種結構。但確切的增韌機理并不清楚。    硬核-軟殼型結構的沖擊改性劑可以用于平衡材料的物理性質， 特別是剛性與韌性的平衡。粒子周圍的應力分析表明，只要核與殼保持一定的比例范圍，則含核的以及不含核的粒子具有相似的應力分布。因此，由應力集中引起的剪切屈服或銀紋也應出現在核-殼結構粒子增韌的體系中。姚明明等人以及閆瑞萍等人認為， 在 PP／PE／橡膠三元共混物中，特殊的核- 殼結構是共混物強度和韌性都較好的主要原因。在外力作用下，PE-橡膠復合粒子被拉長， 但其中的核耶因為有比橡膠高的模量值而形變較小，橡膠殼則因其模量低而發(fā)生局部微纖化，但橡膠殼因被核PE微區(qū)隔開，盡管橡膠粒子尺寸有較大變化，但不會進一步發(fā)展成有害的空穴。且PE— 橡膠復合粒子和單純橡膠粒子一樣，仍能有效地引發(fā)銀紋、剪切帶，并終止銀紋，從而提高共混材料的沖擊強度。而對于無包藏結構的橡膠粒子，受外力作用，時，粒子作為整體發(fā)生變形，同時在垂直外力方向明顯收縮，致使基體PP承受較大載荷，并在界面處容易產生空隙，促使銀紋斷裂而發(fā)展為空穴，最終導致材料斷裂破壞。 PE的加入對體系起到了一定的增強作用，使得共混物的拉伸強度、彎曲模量等剛性指標下降不大。    Paula Pieroni等人對PP／EPDM／LLDPE的研究表明，LLDPE進人EPDM 中可以調節(jié)兩相的粘度比，從而改善橡膠粒子在PP 中的分散能力， 使體系沖擊強度上升。 LLDPE的加入，可降低大粒子的直徑，減小粒徑的分散度。例如，當粘度比從6.5降至2.3時，粒子平均直徑可減少70％。但在低溫時，加入LLDPE對沖擊性能影響不大。 4 無機剛性粒子增韌PP    彈性體增韌塑料雖然在工業(yè)上取得了巨大成功，但它在提高韌性的同時，卻使剛度、強度和溫度大幅度降低。從1984年起，國外出現了以剛性粒子代替橡膠增韌塑料的新思想。1988年，李東明、漆宗能在研究CaCO3增韌PP 復合材料的斷裂韌性中，用斷裂力學分析能量耗散的途徑，在國內首次提出了填充增強、增韌的新途徑。目前，常用的無機剛性粒子主要有：云母、滑石粉、高嶺土、CaCO3、BaSO4等。    無機剛性粒子增韌聚合物的機理目前尚不十分清楚。一般認為:(1)聚合物受力變形時，剛性無機粒子的存在產生應力集中效應，引發(fā)其周圍的基體屈服，這種基體的屈服將吸收大量變形功，產生增韌作用；(2) 無機剛性粒子的存在能阻礙裂紋擴展或鈍化、終止裂紋，阻礙裂紋擴展的原因是由于釘扎效應，而粒子鈍化或終止裂紋的原因在于兩相界面的部分脫粘。根據上述機理，實現增韌的要求是：基體要有適當的韌性，基體與粒子間要有適度的結合力，這必然要求對無機粒子的表面進行恰當的活性處理。    歐玉春在研究中發(fā)現，無機剛性粒子填充聚合物的增強增韌與其界面相結構有著密切的關系。在保證無機剛性粒子均勻分散的條件下，界面相結構是決定性的因素，界面相容劑的性質、界面相互作用的程度和界面層厚度可以調節(jié)和控制復合材料的最終力學性能。他使用一種改性的環(huán)氧樹脂類界面改性劑[CH3(CH2)n( OCHCH )m OSi(OCH3)3]獲得了一種高填充、高韌性的PP／高嶺土復合材料。結果表明，未處理高嶺土填充材料的缺口沖擊強度隨高嶺土含量的增加而下降，而經表面改性劑處理高嶺土填充的材料缺口沖擊強度隨高嶺土含量的增加而急劇升高；當填料量為 30％(質量比)時，材料缺口沖擊強度數值高達480 J／m，是未處理前的12倍，實現了剛性粒子增韌PP的目的。    于建等人在研究PP／CaCO3復合體系時，用鋁酸酯或烷基羧酸鹽(AO)作偶聯劑、改性石蠟或橡膠彈性體EPDM作助偶聯劑，使體系在CaCO3高添加量的情況下， 沖擊強度仍有提高，CaCO3含量達60％時，復合體系的沖擊強度可達基體樹脂的2倍。文章認為，偶聯劑可以和CaCO3發(fā)生某種物理化學作用，被牢固地鍵接在CaCO3表面上，從而改善了CaCO3與PP基體之間的相容性，提高了體系的沖擊韌性； 而助偶聯劑分布在CaCO3和基體樹脂之間的界面上，代替AO與基體發(fā)生作用， 在體系中形成一種新的相界面，其結果一方面改善了CaCO3與基體樹脂之間的界面粘結狀態(tài)， 另一方面增加CaCO3與基體樹旨之間的力學作用層厚度， 使復合體系的沖擊強度得到進一步改善。    朱曉光等人用表面處理的CaCO3填充PP， 復合材料的楊氏模量和缺口沖擊強度同時得到增加。用J積分研究其斷裂韌性給出：裂紋擴展阻力低是PP 缺口脆性的主要原因，CaCO3填料的加入使裂紋起始和增長過程的阻力都有大幅度提高。SEM分析給出：CaCO3填料在裂尖損傷區(qū)內產生應力集中而與基體發(fā)生界面脫粘， 引起強烈的空洞化損傷，增強了裂尖鈍化過程，促進基體產生局部區(qū)域的微觀塑性牽伸。這些微觀損傷機制的變化使得能量耗散大大增加，而試樣中的能量耗散狀況可用J 積分滯后分量(Jh)定量表征。由此給出聚合物材料被增韌的J 積分判據為：復合材料的Jh大于基體的Jh。    5 結語    pp的共混增韌改性是一個研究非?；钴S的領域，涉及的共混體系也是種類繁多。使用單一的改性劑往往不能達到對材料較高綜合性能的要求，而助增韌劑、相容劑以及界面改性劑等第三組分的加入已經成為當今的研究重點。