填充增韧聚丙烯复合材料的断裂韧性及增韧机理

用表面处理的ＣａＣＯ３填充聚丙烯（均聚物ＰＰ）,ＰＰ／ＣａＣＯ３复合材料的杨氏模量和缺口冲击强度同时得到增加,克服了通常填料填充聚合物降低韧性的缺点．用Ｊ积分研究其断裂韧性给出裂纹扩展阻力ｄＪ／ｄ（△ａ）低是聚丙烯缺口脆性的主要原因,随着填料体积分数Ｖｆ的增加ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｃ出现一极大值,但其裂纹扩展阻力却不断增大；用裂纹引发点后的Ｊｃ＝Ｊｃ＋［ｄＪ／ｄ（△ａ）］·△ａ＝Ｊｅ（Ｊ积分弹性分量）＋Ｊｐ（Ｊ积分塑性分量）可全面表征韧性聚合物材料的断裂韧性；ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｐ明显增加,是裂纹扩展阻力和Ｊｔ增加的原因．ＳＥＭ分析结出,ＣａＣＯ３填料在裂尖损伤区内引起强烈的空洞化损伤,并增强了裂尖钝化破坏过程,这些细观损伤机制的变化,导致能量耗散增加,可用滞后分量Ｊｈ定量表征．由此给出聚合物材料被增韧的Ｊ积分判据为复合材料的Ｊｈ＞基体的Ｊｈｍ．