具有负泊松比效应的高分子共混物的结构和工程实现

发布时间：2020-03-26 10:40

【摘要】： 早在100多年前科学家就发现具有负泊松比效应的材料具有特殊而优异的力学性。近十年，负泊松比材料的相关研究报道已经引起了学术界的关注，负泊松比材料的制备和工程化成为当前以及今后较长一段时间内高分子材料科学与工程领域的一个重要研究课题。研究工作突破了负泊松比效应只能通过泡沫凹腔结构制备的思维局限，发现并证明了在聚烯烃共混物中的存在的负泊松比效应，制备获得了具有稳定负泊松比效应的体系，并从工艺条件和实验配方方面讨论了加工压力和相容性对负泊松比效应的影响因素，获得了一些有价值的结论，为该工作进一步展开奠定了良好的基础，探讨了模量和负泊松比效应的关系。本工作选择以PE为基体，PP为分散相的共混体系，，其中PP重量百分比分别为5％、10％、15％、20％。采用附有MVAD通道卡的YJY型片式传感器，记录试样在拉伸过程中宽度和厚度方向的形变并根据泊松比的定义进行计算，反复实验后获得最小值为-1.4的负泊松比烯烃共混体系。实验工作分别探讨了加工压力、配方组分相容性和模量对该体系泊松比值的影响。对比在20％、40％、60％个气压下制备的试四川大学硕十学位论文样泊松比测试结果，发现低压条件下可获得最小值为一1.6的负泊松比共混体系。以EPDM为增容剂，结果表明相容性在一定范围增加可以减小泊松比值。模量研究结果表明组分的模量组成与共混体系的泊松比值并无有规律性的联系，但两相模量差在800一IO00MPa范围内体系呈现很好的负泊松比效应。研究工作还发现另两组具有良好负泊松比效应的烯烃共混体系，负泊松比效应总是存在于分散相含量在10%附近的共混体系。基于实验结果提出了旋转一空化作用机理，归纳出共混体系发生负泊松比效应的必要条件是:首先体系必须至少存在两相结构，其次连续相必须是能够在拉伸过程中形成网络状结构的材料，可以选择柔软的物质，且两相间必须确保一定的相容性，实验中采取裂纹扩展功来表征两相间作用力。实验工作的最后一部分研究了体系负泊松比效应的可重复性，选取稳定的负泊松比共混体系在测试数据采集时间为55、105、155、205条件下进行测试，将样条放置l天、10 天、30天进行测试，测试结果表明，在5s、105条件下测试的试样在放置一个月后泊松比测试结果具有可重复性，证实了体系的负泊松比现象发生在材料的弹性形变范围内。
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TB324

【引证文献】