| 简介： |
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郑爱舞，谢邦互，李忠明，杨伟，冯建民，杨鸣波*
（四川大学高分子科学与工程学院，高分子材料工程国家重点实验室，四川 成都610065）
聚烯烃弹性体POE作为一种新型弹性体，具有良好的加工性能和力学性能，相比EPDM与EPR等弹性体而言对聚丙烯的增韧效果更好[1]。但目前尚未有文献研究POE对PP断裂韧性的影响，本文采用了一种新近发展起来的研究断裂韧性的方法－基本断裂功法（EWF），研究了PP和不同含量POE的PP /POE共混体系的断裂韧性，同时分析了其力学性能。
本文采用注射成型的双边深缺口拉伸(DENT)试样在室温及低速应力（5mm/min）条件下进行拉伸断裂实验。根据EWF理论[2,]，拉断带缺口试样所需的总断裂功Wf可分为两部分：基本断裂功We和非基本断裂功或塑性功Wp。We用于形成新的断裂表面，为表面能，对一定厚度(t)的试样，它与试样韧带(ligament) 即缺口剩余长度(l)成正比，Wp是消耗于塑性变形的那部分功，为体积能，与l2成正比。
式中wf为比总断裂功，we为比基本断裂功，wp比非基本断裂功，β为塑性区的形状因子。we是与试样形状无关的材料性能参数，与临界J积分等价，可表征材料的断裂韧性。对不同韧带长度的试样作wf ~ l图，可得一直线，将直线延长至y轴的截距即we，直线斜率为βwp。
另外，可将总断裂功分为载荷下降前消耗于屈服过程的功Wy和其后消耗于成颈及撕裂过程的功Wn，即：
各材料的拉伸强度及缺口冲击强度的实验结果列于表2中，从结果中可以看出，POE的加入对材料的拉伸性能影响很小，而冲击强度有微小提高。上述结果表明少量POE的加入对PP的拉伸及冲击性能影响都很小，但却能较大得提高其断裂韧性。
图2是共混试样脆断表面的SEM图，从图中可以看出，POE在PP中的分散较为均匀，大部分为直径小于1μm的颗粒；另外图中断面上的一些孔洞是POE粒子剥落形成的，说明它与PP基体界面粘结不是很强，该体系为完全不相容体系。
参考文献
[1] 丁雪佳. 徐日炜. 余鼎声. 特种橡胶制品. 2002. 23(4): 18.
[2] Y-W Mai. P Powell. J of Polymer Science(B). 1991. 29(7): 785.
[3] J Karger-Kocsis. T Czigany. E J Moskala. Polymer. 1997. 38(18): 4587.
Fracture Toughness of PP/POE Blends
Ai-wu Zheng, Bang-hu Xie, Zhong-ming Li, Wei Yang, Jian-min Feng, Ming-bo Yang *
(College of Polymer Science and Engineering, Key Laboratory of Polymer Materials Engineering,
Sichuan University, Chengdu, Sichuan, 610065, China )
The fracture toughness of PP, PP/POE(4%) and PP/POE(8%) blends was determined by the essential work of fracture method(EWF) with DENT specimens at ambient temperature. The mechanical properties of the three materials were also investigated. The results indicated that we and we,y of PP/POE blends were much higher than that of PP, while βwp increased slightly, and the yield strength of the blends only decreased slightly compared with that of PP. |
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