【摘 要】
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纤维增强是提高聚合物强度的重要手段,纤维在传递应力的同时,会导致基体形成横晶,这将对结晶性聚合物的性能产生影响。一般认为诱导横晶形成的原因主要是纤维表面与基体性质
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纤维增强是提高聚合物强度的重要手段,纤维在传递应力的同时,会导致基体形成横晶,这将对结晶性聚合物的性能产生影响。一般认为诱导横晶形成的原因主要是纤维表面与基体性质差异、温度梯度效应以及界面应力等。本文以纤维/聚氧乙烯为研究对象,运用偏光显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、差示扫描量热分析等手段研究了纤维种类、纤维表面性质、纤维介入温度以及应力对纤维/PEO体系结晶行为的影响。研究表明: 1.将玻璃纤维、聚丙烯腈纤维及经过不同表面处理或酸刻蚀后的玻璃纤维分别引入。PEO溶液中没有诱导形成横晶。而将玻璃纤维和聚丙烯腈纤维分别引入60℃熔体中,局部区域出现高密度晶核形成横晶。这说明纤维表面性质不是横晶成核的关键因素。 2.改变玻璃纤维引入PEO熔体的温度,随着纤维介入温度的降低,沿纤维处成核密度增加,但晶核分布不均匀。XRD证实横晶是一种取向的球晶。DSC表明横晶的形成提高了PEO的结晶度。 3.将玻璃纤维引入60℃的PEO熔体后立即取出,压痕处出现高密度晶核。SEM结果表明压痕处和纤维所在处的晶体形貌相同,片晶垂直于纤维轴向平行排列。这说明纤维诱导PEO熔体结晶的关键因素是界面应力。 4.刀锋诱导PEO熔体结晶也是界面应力诱导成核,由于刀锋产生的剪切应力较大,诱导温度对划痕处结晶行为影响较小,片晶垂直于划痕处密集排列生长。 综合实验分析得出,影响纤维诱导聚合物熔体结晶的关键因素是界面应力,由界面应力诱导形成的晶体结构应该称之为柱晶而非异相成核的横晶。
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