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聚苯硫醚/低熔点金属复合材料的聚集态结构与瞬态流变学

发布时间:2020/3/23 13:39:49阅读人次:997

在良好的界面结合的情况下,刚性填料对 PPS 具有显著的增强作用。不过,刚性填料,尤其是金属粒子表面硬度很高。在聚合物熔融加工的过程中,这不仅易对加工机械造成较大的磨损,还会显著增加能耗。如果在加工过程中,金属填料处于可以流动的状态,则不仅可以有效的避免对加工机械的损伤,还有可能通过控制加工工艺来对液态的金属组分进行破碎和分散,从而进一步细化相畴,而这是获得高性能聚合物基填充材料的前提。

pps塑料.jpg

众所周知,在金属材料中的重金属如锡、铅等熔点不高,而它们合金的熔点则较低,甚至低于许多聚合物材料。如果将这一类低熔点金属(LMPM)或其合金与 PPS 高温下复合,那么在熔融共混的过程中两相都处于流动状态,这非常有趣并且很有意义。因为这样的体系不仅可以为研究复杂体系的流动行为提供新颖的模板,而且重金属与 PPS 的复合还可以制备出高强度、耐辐射的 PPS 复合材料。相关工作未见文献报道。 因此,本章拟通过简单熔融共混制备 PPS/LMPM 复合材料,通过考察复合体系独特的瞬态流变行为为该类材料的制备提供加工依据;并进一步通过对材料非等温结晶行为的研究,建立 LMPM 的促流作用与 PPS 基体聚集态结构的相互关系。

结果表明:

(1)采用简单熔融共混的方法制备 PPS/LMPM 复合材料,当 LMPM 含量较低时(<30wt%),粒子分布较为均匀,而当 LMPM 含量较高时,则可观测到较为明显的团聚现象;

(2)瞬态流变学的研究结果表明,PPS/LMPM 复合体系表现出双重的非线性粘弹行为——应力过冲现象类似于聚合物共混体系,而非零的残余应力行为类似于聚合物填充体系;

(3)对复合体系结晶动力学的研究结果表明,LMPM 粒子对 PPS 基体的结晶无异相成核作用,且在一定程度上扰乱了结晶的生长,使体系熔点降低;然而LMPM 的促流作用却能够促进 PPS 的结晶动力学过程,使其结晶速率增加。